Brevet FR2495406A1 — publié le 19820604

:1 "Circuit de boucle à accrochage de phase double et appareil récepteur radio comportant un tel circuit. La présente invention concerne une boucle à accrochage de phase double qui est utilisée en particulier, mais pas exclusivement, dans un récepteur radio portatif ou dans un émetteur-récepteur portatif. Lors de la conception de récepteurs radio portatifs, en particulier de récepteurs à plusieurs canaux et à bande étroite, il est avantageux d'utiliser un réglage automatique de fréquence. Un tel réglage a l'avantage que le signal de moyenne fréquence (MF) peut être maintenu au milieu de la bande passante du filtre de moyenne fréquence lorsque la fréquence de l'oscillateur local dérive à la suite de va- riations de la température ou d'un vieillissement des élé- ments. La déformation qui se produit dans le récepteur est aussi ramenée à un minimum et l'adaptation du filtre à cris- -tal devient moins critique. Dans un récepteur à plusieurs canaux, le réglage auto- matique de fréquence peut cependant être influencé par des signaux puissants dans des canaux qui sont adjacents au canal sélectionné. Ceci se présente en particulier dans un récepteur qui fonctionne selon le principe de la boucle à accrochage de phase double. Un tel récepteur a été décrit dans une conférence faite par Stephen W. Watkinson à la Conférence des Communications 74 qui s'est tenue à Brighton, Grande- Bretagne, en juillet 1974 et publiée dans les "Conference Proceedings" aux pages 13.1/1 à 13.1/8 incluses, le contenu de cette communication étant repris ici à titre de référence. Dans ce système, un signal d'un très haut ni- veau d'un canal adjacent forme une fréquence de battement avec l'oscillateur à cristal à fréquence moyenne réglé en tension (IFVCXO). Cette forme d'onde modulera la fréquence de l'oscillateur IFVCXO, ce qui donne une forme d'onde er- ronée non sinusoïdale qui comporte une composante de cou- rant continu. La composante de courant continu est présen- tée à l'oscillateur local, à la suite de quoi la fréquence de cet oscillateur est sollicitée ou attirée vers la fré- quence du signal du danal adjacent d'une manière telle que la suppression du signal du canal adjacent est réduite. Lorsque le niveau du signal adjacent est maintenant abaissé, il est possible que l'effet de captage puisse être maintenu à un niveau inférieur de 30 dB au niveau initial. On peut atténuer cette difficulté en incorporant un filtre passe-bas dans le trajet de couplage en retour ou de réaction vers l'oscillateur IFVCXO, mais si le filtre présente une élimination rapide, la boucle peut devenir instable. Dans la pratique, le filtre de boucle doit être limité à un réseau monopolaire et l'atténuation de la fré- quence de battement de 12,5 KHz n'est par conséquent pas suffisante, pour un écartement de 12,5 KHz entre les canaux pour éviter cette difficulté. Une autre possibilité consiste à utiliser un filtre de réjection à flancs raides, comme par exemple un circuit "Twin-Tee", la fréquence de réjection étant proche de la différence entre la fréquence du canal sélectionné et celle du canal adja- cent. Cependant, lorsque l'encoche de réjection est trop profonde, une instabilité de boucle apparaît à nouveau en raison de la présence des éléments réactifs dans le circuit à filtre de réjection. L'invention a pour but de procurer un circuit de boucle à accrochage de phase dans lequel la tendance à la solli- citation vers un canal voisin ou adjacent soit réduite sans utiliser des filtres à éléments réactifs. A cet effet l'invention procure un circuit de boucle à accrochage de phase double comprenant une première bou- cle de réaction qui présente un premier oscillateur réglé en tension et une deuxième boucle de réaction qui présente un deuxième oscillateur réglé en tension et un premier, un deuxième et un troisième détecteur sensible à la phase, chaque détecteur comportant une première et une deuxième entrée ainsi qu'une sortie, chaque première entrée étant couplée d'une manière telle qu'elle reçoive un signal qui est dérivé du premier oscillateur réglé en tension et le deuxième oscillateur réglé en tension est connecté à la deuxième entrée du premier et du deuxième détecteur sensi- ble à la phase et, par l'intermédiaire de moyens de dépha- sage, à la deuxième entrée du troisième détecteur sensible à la phase, sur la sortie duquel un signal d'accrochage est produit en réponse aux signaux présents sur sa premiè- re et sa deuxième entrée qui se trouvent dans une relation de phase souhaitée, la sortie du premier détecteur sensible à la phase portant un signal de correction qui, avant qu'un signal d'accrochage soit produit, est appliqué au second oscillateur réglé en tension pour régler sa fréquence de sortie et qui, après la production d'un signal d'accrochage, est appliqué au premier oscillateur réglé en tension pour régler sa fréquence de sortie. L'invention procure en outre un appareil récepteur ra- dio comprenant un amplificateur H.F., un circuit mélangeur dont des entrées sont connectées à une sortie de l'amplifi- cateur H.F., et un oscillateur local réglé en tension qui est incorporé à une première boucle de réaction, un filtre M.F. qui est connecté à une sortie du circuit mélangeur, une deuxième boucle de réaction dans laquelle un oscillateur M. F. réglé en tension est prévu pour fournir un signal de référence et un premier, un deuxième et un troisième dé- tecteur sensible à la phase, chaque détecteur comportant une première et une deuxième entrée ainsi qu'une sortie, chaque première entrée étant connectée à une sortie du fil- tre M.F., l'oscillateur M.F. réglé en tension étant con- necté à la deuxième entrée du premier et du deuxième dé- tecteur sensible à la phase,etparlJi*a1o1dia cbnv3ensdeditm- sag à la deuDclme entrée du trisiènme dYnctur sen e à la phase sur l au tie duqul un signal d'accrochaie est produit en réactin aux signaux sur la prendkre et la deuxidme entrées qui se xtvent dans une relation de phase souhaitée, la soere du ffenier détecteur secn1beà la phase portant un signal de correction qi, avant qu%= aisil d'accrochage st produit, est appli- qué à l'oscillateur MF réglé en tension pour régler sa fréquence de sortie et qui, après la production d'un si- gnal d'accrochage, est appliqué à l'oscillateur local ré- glé en tension pour en régler la fréquence. L'invention sera décrite ci-après, à titre d'exemple,- avec référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique d'un appareil récepteur de radio comprenant un circuit de boucle à accro- chage de phase double conforme à l'invention, et - les figures 2 et 3 forment ensemble un schéma d'un exemple de réalisation du circuit de boucle à accrochage de phase double conforme à l'invention. L'appareil récepteur radio qui est représenté sur la figure 1 comporte un amplificateur H.F. 14 couplé de manière à recevoir un signal d'une antenne 13 et à fournir ce signal à un circuit mélangeur 15 qui reçoit aussi un signal de sor- tie d'un oscillateur local 16 comprenant un oscillateur à cristal réglé en tension. Les produits du circuit mélangeur sont fournis à un filtre à cristal 17 et les fréquences M.F. sélectionnées sont fournies à un amplificateur M.F. 18. Le signal de sortie de l'amplificateur M.F. 18 est fourni à la première entrée de trois détecteurs sensibles à la phase PSD1, PSD2 et PSD3. Le signal de sortie d'un oscilla- teur à cristal M.F. réglé en tension (IFVCXO) 20 est amené à la deuxième entrée des détecteurs sensibles à la phase PSD1 et PSD2, ainsi qu'à un réseau de rotation de phase de 900 21. Un signal de sortie du réseau 21 est fourni à une deuxième entrée du détecteur sensible à la phase PSD3. La sortie du détecteur sensible à la pahse PSD1 est connectée à un commutateur 22, qui comporte des contacts fixes 22A et 22B. Le contact 22A est connecté à une entrée de l'oscillateur IFVCXO 20 par l'intermédiaire d'une résis- tance 28. Un réseau de polarisation résistif 23 comprenant les résistances 24, 26 de valeur égale est connecté en sé- rie à une source de tension de 6V et à la terre, et une ré- sistance 30, connectée à un point de jonction 25 des ré- sistances 24, 26, est connectée à un point de jonction 29 situé dans le trajet de signaux partant de la résistance 28 et allant vers l'oscillateur IFVCX0 20. La valeur de la ré- sistance 30 vaut à peu près deux fois celle de la résis- tance 28. La sortie du détecteur sensible à la phase PSD2 est connectée à l'entrée de l'oscillateur IFVCXO 20 par l'intermédiaire d'un filtre passe-haut représenté au dessin par un condensateur 33. Une sortie de signaux audio 34 peut être dérivée des signaux présents sur l'entrée de l'oscilla- teur IFVCXO 20. Une sortie du détecteur sensible à la phase PSD3 qui fonctionne comme un détecteur d'accrochage est utilisée pour actionner le commutateur 22 ainsi qu'un autre commutateur 36. I Le contact 22B est connecté à un des contacts 36B du commu- tateur 36, dont l'autre contact 36A est connecté à un ré- seau de polarisation résistif 37 qui comprend les résistan- ces 38, 40 de valeur égale qui sont connectées en série entre une source de tension de 6V et la terre. Un point de jonction 39 des résistances 38, 40 est connecté, au moyen d'une résistance 42 de haute valeur, au contact 36A. Le con- tact mobile du commutateur 36 est connecté par l'intermé- diaire d'un filtre passe-bas 44, formé d'une résistance sé- rie 46 et d'un condensateur en dérivation 48, à une entrée de l'oscillateur local 16. Le filtre passe-bas 44 élimine la composante de modulation et les composantes parasites de haute fréquence de la tension continue qui est utilisée pour régler la fréquence de l'oscillateur local. Si on le souhaite, le commutateur 36 peut être supprimé, de sorte que le contact 22B et la résistance 42 sont cou- plés de manière permanente à l'entrée du filtre passe-bas 44. L'impédance de sortie-peu élevée du détecteur PSD1 par rapport à la valeur de la résistance 42 permet que la ten- sion de sortie du détecteur PSDI détermine la tension qui est appliquée au filtre 44 lorsque le commutateur 22 est commuté vers le contact 22B. Le récepteur comporte deux boucles de réglage de réac- tion dont la première part de la sortie du détecteur sensi- ble à la phase PSD1 et passe par le contact de commutateur 22A et l'oscillateur IFVCX0 20 pour revenir au détecteur PSD1 et dont l'autre part du détecteur sensible à la phase PSD1 et passe par le contact de commutateur 22B, le filtre passe-bas 44 et l'oscillateur local 16 pour aboutir au circuit mélangeur 15. Les réseaux de polarisation 23 et 37 appliquent une polarisation fixe aux boucles correspondantes, de sorte que l'oscillateur IFVCXO 20 et l'oscillateur local 16 produisent des fréquences de référence prédéterminées lorsqu'ils ne sont pas soumis à un réglage dynamique. En vue d'éviter la difficulté créée par la tendance de l'oscillateur local du récepteur radio, qui travaille avec un écart de 12 KHz entre les canaux, à être attiré vers un signal de haut niveau d'un canal adjacent indésirable, détruisant ainsi la sélectivité du canal adjacent, l'appa- reil récepteur représenté est construit de manière à se com- porter comme un récepteur à boucle de réglage unique jus- qu'au moment o il est accroché, et à ne permettre qu'à ce moment là que le réglage automatique de la fréquence puisse s'établir. Au départ, lecommutateur 22 est commuté sur le contact 22A et par conséquent, la fréquence de 1osacfiateur ocal 16 est fixée par la tension au point de jonction 39 du réseau de polarisation 37. Il n'y a donc pas de risque que la fré- quence de l'oscillateur local 16 soit attirée vers celle d'un canal voisin par une tension de réglage automatique de la fréquence incorrecte. Le signal dérivé de l'amplifi- cateur M.F. 18 est fourni simultanément aux trois détecteurs sensibles à la phase PSD1, PSD2, PSD3. Le détecteur sensi- ble à la phase PSD1 applique une composante de correction en courant continu à l'oscillateur IFVCXO 20, tandis que le détecteur sensible à la phase PSD2 y applique simultanément une composante de correction en courant alternatif. Quoique le détecteur PSD1 produise aussi une composante de correc- tion en courant alternatif, son effet est rendu négligea- ble si le gain du détecteur PSD2 est choisi supérieur à - celui du détecteur PSD1. Lorsque le signal à la sortie de l'amplificateur MF 18 tombe dans le domaine d'accrochage de l'oscillateur IFVCX0 20, la bouche accrochera l'oscillateur IFVCXO 20 sur ce signal MF. Lorsque l'oscillateur IFVCX0 20 est accroché, le détecteur PSD3 produit un signal de sortie qui est utilisé pour actionner les commutateurs 22 et 36 qui commutent respectivement vers les contacts 22B et 36B. De cette façon, les composantes de correction en courant con - tinu et en courant alternatif provenant du détecteur sensible à la phase PSD1 sont appliquées à titre de tension de ré- glage automatique de la fréquence à l'oscillateur local 16 par l'intermédiaire du filtre passe-bas 44. Pendant ce temps, l'oscillateur IFVCXO 20 continue à recevoir la composante de correction en courant alternatif du détecteur PSD2 en même temps qu'une tension de correction en courant continu dé- croissante fournie par la charge présente sur le condensa- teur 33 qui empêche une variation instantanée de la tension de courant continu appliquée à l'oscillateur IFVCXO 20 après l'actionnement du commutateur 22. Cependant, à mesure que la charge présente sur le condensateur 33 diminue, la fréquence de l'oscillateur IFVCXO varie. Simultanément, la charge présente sur le condensateur 48 variera cependant à partir de la charge qui est déterminée par les résistances 38, 40 vers la charge qui est déterminée par la tension de cor- rection en courant continu du détecteur PSD1. Si le commuta- teur 36 est omis, le fait de rendre l'impédance de sortie du détecteur PSD1 basse par rapport à la valeur de la ré- sistance 42, amènera sa tension de sortie à supprimer la tension de sortie qui est produite par les résistances 38, 40. La fréquence de l'oscillateur local 16 suit les varia- tions de la tension passant dans le condensateur 48. - Cette procédure s'arrête lorsque l'oscillateur IFVCXO revient vers sa fréquence de repos non accrochée, la fréquence de l'oscillateur local 16 étant modifiée exacte- ment dans la mesure correcte pour rendre la fréquence MF égale à la fréquence moyenne non accrochée de l'oscillateur IFVCXO 20 qui est préréglée par le réseau de polarisation 23 de mnie à correspondre esa mileu de la banie passnte dflire à cisal MF 17. La composaente de conrectin en courant alternatif provenant du détecteur PS2 est appiquée à l'oscilateur IFVCXO 20 qui peut imve la modulation Ai sur le signal reçu à l'antenne 13. Cette modulation peut êtze dérive en tant que sL- gnalde siorie audiode la sortie 3 etpeut iere fournie Aun amplficateurA.F. son transducteur de sortie associé. Dans la forme d'exécution du récepteur représentée au des- sin, l'oscillateur à cristal réglé en tension de l'oscilla- teur local 16 peut varier de + 5 KHz pour une variation de + 3 V à son entrée, les résistances 24, 26 ont une valeur de 82 K-.L, la résismance 28,de 560 K et les résLxtmces 30 et 42 de 1 MJL. Les figures 2 et 3 constituent un schéma d'une forme d'e- xécution d'un circuit à boucle à accrochage de phase double conforme à liinvention. La figure 2 représente le rectangle 90 de la figure 3 et les chiffres de références représentées dans l recbmoeg correspondent aux diverses bornes de b fgure 2. En commençant par la figure 2, les tris détecteurs sensibles à la piabe PSD1, PSD2 et PSD3 sont construits autour d'aml ceurs de transductance opérationnels ICla, IClb et IClc qui sont logé db unune seule enwloppe du crcuit de type CA 3060 H qui est,h'iquée et vendue pr la Société Radio Coepoeati ebn Anaio. ls numros qui sont asmociés à cdhpe amiliîiratuw orrespm- dent aux numéros de broches du module de circuit intégré. L'amfcapl r ICla comporte un filtre passe-haut dans son trajet de réac- tion et l'amplificateur IClc, comporte un condensateur sim- ple dans son trajet de réaction. Au départ de la broche 7, le signal d'entrée qui est le signal MF de l'amplificateur MF 18 (figure 1) est amené à un amplificateur inverseur, le transistor 90, dont le si- gnal de sortie est amené, par l'intermédiaire d'un transis- tor émetteur suiveur 92 et de condensateurs de couplage à une entrée de chacun des amplificateurs ICla, IClb et IClc. Le signal de référence qui est amené à chacun des amplifi- cateurs ICla, et IClb et au réseau de rotation de phase 21 est le signal de sortie de l'oscillateur IFVCXO 20 (figure 1)j sur la borne 2. Le réseau de rotation de phase 21 est 24e5406 constitué à partir d'un transistor 94. Un signal d'accro- chage (s'il est présent sur la sortie de l'amplificateur IClc) apparaît sur la borne 4, une tension de correction en courant continu de l'amplificateur ICla apparaît sur la borne 6 et un signal de modulation audio qui est dérivé de l'amplificateur IClb apparaît sur la borne 10. Une tension d'alimentation de 7,1 volts est amenée à la borne 8. Cette tension est abaissée pas à pas par un diviseur de tension qui comporte les résistances 96, 98 et est amenée à titre de polarisation aux entrées des amplificateurs ICla; IClb et IClc et à la borne 3. La figure montre que les bornes 5, 9 et 11 sont connectées à la terre. Finalement, la borne 12, qui est aussi connectée aux entrées des amplificateurs ICla, IClb et IClc, est utilisée pour amener une polarisation supplémentaire à ces entrées lorsque l'amplificateur est en fonctionnement, cette polarisation supplémentaire étant dérivée du point de branchement d'un potentiomètre 100 (fi- gure 3). En admettant que l'appareil récepteur soit activé, l'os- cillateur IFVCXO 20 de la figure 3, qui est constitué à partir du transistor 102, sera activé par lJintermédiaire de la ligne 104 et fournira son signal de sortie à la borne 2 du rectangle 90. Etant donné que le détecteur PSD3 n'est pas accroché, la sortie sur la borne 4 est utilisée pour fournir une polarisation aux transistors 108, 110 et 112 jusqu'à ce qu'ils soient conducteurs. La tension de cor- rection sur la borne 6 est amenée par l'intermédiaire du transistor 110 à une diode varactor 106 de l'oscillateur IFVCXO 20, o cette tension est utilisée pour régler la fréquence de l'oscillateur IFVCXO. Lorsque le transistor 108 est conducteur, une polarisation fixe de la borne 3 est adjointe à la ligne 114. Lorsque le transistor 112 est conducteur, il fournit un signal de suppression de parasi- tes, par l'intermédiaire d'une ligne 116, à l'amplificateur A.F.35 (figure 1) du récepteur pour supprimer les signaux de sortie audio possibles. Lorsque le détecteur PSD3 produit un signal d'accrocha- ge, les transistors 108, 110 et 112 passent à l'état de non conduction, de sorte que la tension continue de correction sur la borne 6 est amenée à la ligne 14 o elle est utili- sée comme tension de réglage automatique de fréquence pour l'oscillateur à cristal réglé en tension de l'oscillateur local 16 (figure 1). La diode varactor 106 reçoit une pola- risation fixe du réseau de polarisation résistif 23, de sorte que la fréquence de l'oscillateur IFVCXO 20 devient à peu près constante. Finalement, le signal de suppression de parasites est supprimé et l'amplificateur audio 35 peut produire un signal de sortie audio. Dans le cas o l'appareil récepteur est incorporé à un émetteur récepteur, il est désactivé lorsqu'une section d'émission (non représentée) est activée et que la tension d'alimentation sur la ligne 104 est éliminée, ce qui rend inactifs l'oscillateur IFVCXO 20 et le circuit suppresseur de parasites, le transistor 112. Le détecteur sensible à la phase PSD1 est encore toujours utilisé pour comparer des signaux dans l'étage d'émission non représenté, de sorte que le signal de tension continue de correction présent sur la borne 6 est amené par l'intermédiaire de la ligne 120 à une boucle de réglage d'émetteur (non représentée). Les types et les valeurs des éléments sont comme indi- qué dans les schémas des figures 2 et 3. Le fonctionnement des circuits ressortira clairement de la description de la figure 1. il 2495406 REVENDI CATIONS 1.- Circuit de boucle à accrochage de phase double, ca- ractérisé en ce qu'il comprend une première boucle de réac- tion qui présente un premier oscillateur réglé (16)entension et une deuxième boucle de réaction qui présente un deuxième oscillateur -réglé en tension(20)eun premier, un deuxième et un troisième détecteur sensible à la phase (FS PSD 5)chSe dD teur comportant une première et une deuxième entrée ainsi qu'une sortie, chaque première entrée étant couplée d'une manière telle qu'elle reçoive un signal qui est dérivé du premier oscillateur réglé en tension (18) etle deuxième oscilla- teur réglé entension(2D)est connecté à la deuxième entrée du premier et du deuxième détecteur sensibleâlaphase(PSDPS 4F l'intermédiaire de moyens de déphasage(21) à a deuxième entrée du troisième détecteur sensible à la phase (PSD3)surlasortie duquel un signal d'accrochage est produit en réponse aux signaux présents sur sa première et sa deuxième entrée qui se trouvent dans une relation de phase souhaitée, la sortie du premier détecteur sensible (PSD)à laphase portant un signal.de correction qui, avant qu'un signal d'accrochage soit produit, est appliqué au second oscillateur réglé en tension (2D)pourréIer sa fréquence de sortie et qui, après la production d'-uni signal d'accrochage, est appliqué au premier oscillateur réglé entension (l16)pour régler sa fré- quence de sortie. 2.- Circuit suivant la rev:endication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens (2, 37)seantàamaer une polarisation fixe à celui des premiers et deuxièmes oscillateurs réglés en tension 06, 2D) quin'estpasréglé par 30. les signaux de correction. 3.- Circuit suivant la revendication 1 ou'2, caractéri- sé en ce qu'il comporte en outre des moyens (22, 36) servant à coupler le signal de correction au deuxième oscillateur réglé en tension(20) en l'absence d'un signal d'accrochage et à coupler le signal de correction au premier oscillateur réglé entension(16)àla suite du signal;d'accrochage. 4.- Circuit suivant la revendication 1, 2 ou 3, caracté- risé en ce qu'il comporte en outre un filtre passe-haut (32) qui couple la sortie du deuxième détecteur sensible à la pha- se au deuxième oscillateur réglé en tension (26).