Brevet FR2534095A1 — publié le 19840406

La présente invention se rapporte aux circuits électriques et concerne plus particulièrement un circuit électrique de synthétiseur de fréquences et un générateur de signaux destinés à produire des signaux de sortie A faible bruit. Les synthétiseurs de fréquence et les générateurs de signaux comportent normalement des mélangeurs de fré- quences pour produire des signaux de sortie dans des pla- ges particulières Un problème posé par l'utilisation de ces mélangeurs est que le bruit à la sortie est augmenté par l'opération de mélange. L' invention concerne donc un circuit électrique destiné à produire un signal de sortie de fréquence varia- ble, comprenant un dispositif de traitement de fréquences avec deux entrées dont chacune reçoit directement ou in- directement une fréquence de référence sur-laquelle est superposé un bruit, l'une de ces entrées ayant une fré- quence variable avant de faire varier la fréquence du sig- nal de sortie; le circuit est agencé de manière à assurer une cohérence de phase afin que les phases des bruits sur les deux entrées du dispositif de traitement de fréquence soient égales et le dispositif de traitement de fréquences effectuant la soustraction du bruit d'une entrée du bruit de l'autre entrée afin que l'amplitude du bruit apparais- sant sur le signal de sortie soit réduite par cette sous- traction. L'invention concerne également un circuit élec- trique desriné à produire un signal électrique de sortie de fréquence variable dans une première plage de fréquen- ces, comprenant une source de fréquence de référence, un synthétiseur réagissant à la fréquence de référence prove- nant de la source en produisant une sortie intermédiaire réglable dans une seconde plage de fréquences et un mélan- geur qui mélange la sortie intermédiaire avec un signal dérivé de la fréquence de référence afin de produire un signal de sortie par une soustraction de fréquence, la disposition étant telle qu 'une cohérence de phase soit maintenue entre la sortie du générateur de fréquence de référence et les deux entrées du mélangeur afin que le bruit sur la fréquence de référence apparaisse en pnase aux deux entrées du mélangeur, ce bruit étant donc substantiellement réduit par la soustraction dans le sig- nal de sortie. D'autres caractéristiques et avantages de l'in- vention seront mieux compris à la lecture de la descrip- tion qui va suivre d'un exemple de réalisation en se réfé- rant au dessin annexé sur lequel: La Figure unique est un schéma simplifié d'un circuit selon l'invention. Le synthétiseur représenté sur le schéma comporte un bloc synthétiseur 5 commandé par une unité 8 de fré- quence de référence Cette dernière est à son tour comman- dée par une source 10 de fréquence stable comme un oscil- lateur à cristal à température contr 8 lée Dans ce cas, l'unité 8 de fréquence de référence peut produire une fré- quence de sortie stable sur une ligne 12 (par exemple flrz) à partir de la fréquence de sortie de l'oscilla- teur stable 10, par exemple par division L'oscillateur de référence 8 est un oscillateur à faible bruit verrouil- lé en phase dans une boucle à bande étroite avec l'oscil- lateur à cristal 10 pour obtenir la stabilité à long ter- me de l'oscillateur à cristal avec le faible bruit de l'oscillateur de référence. le bloc synthétiseur 5 peut se présenter en toute forme appropriée Par exemple, il peut comporter une ou plusieurs bouclesc à verrouillage de phase dans lesquels la fréquence de sortie d'un oscillateur commandé par ten- sion est appliquée à un détecteur sensible à la phase par un diviseur réglable et la phase de cette fréquence est comparée avec celle de la fréquence de référence sur la ligne 12, tout déphasage détecté produisant un signal de commande qui règle la fréquence de l'oscillateur comman- dé par tension dans un sens qui tend a réduire la dif- férence à zéro De cette manière, la fréquence del'os- cillateur commandé par tension peut donc être modifiée en changeant le facteur de division du diviseur varia- ble 'Les boucles peuvent également comporter par exemple un générateur d'harmoniques réagissant à la fréquence de différence sur la ligne 12 en produisant une série d'harmoniques, l'une particulière entre elles pouvant atre sélectionnée par un filtre réglable afin de produire une fréquence déterminée qui peut être appliquée à la boucle à verrouillage de phase, pour y être mélangée avec le signal de sortie de l'oscillateur commandé par tension. Cela n'est qu'un exemple des différentes formes que peut prendre le bloc synthétiseur 5. Mais quelle que soit sa forme, il est commandé par une unité de commande 16 qui peut déterminer les facteurs de division des diviseurs variables mentionnés ci-dessus et le réglage du filtre réglable De cette ma- nière, l'unité de commande 16 modifie la fréquence de sortie du synthétiseur 5 sur la ligne 18 de sorte que par exemple cette fréquence varie par petits pas (des pas de 1 Hz) dans une plage de par exemple 600 à 1200 M Hz. Cette fréquence est transmise sur une première ligne de sortie 20 vers une première borne de sortie 22. En outre, le signal est transmis par un'circuait 24 diviseur par deux et une seconde ligne de sortie 24 vers une seconde borne de sortie 28 A laquelle il appa- rait donc une fréquence variable dans la plage de 300 à 600 isz. La fréquence de sortie sur la ligne 26 peut être transmise par un autre circuit 30 diviseur par deux vers une troisième borne de sortie 32 à laquelle il ap- parait donc une fréquence variable de sortie dans la pla- ge de 150 à 300 M Hz. La ligne de sortie 26 est également connectée par un groupe de filtres réglables 34 à une entrée d'un mélangeur 36 La seconde entrée du mélangeur 36 reçoit un signal à 400 'e 1 z sur une ligne 40 qui est produit par un multiplicateur par quatre 42 à partir de la sortie à }Ez sur la ligne 12 provenant de l'unité de fréquence de référence 8 La sortie du mélangeur est transmise par un filtre passe-bas 46 pour sélectionner la bande latérale intérieure qui est appliquée à une quatrième borne de sortie 48. La borne 48 est utilisée pour produire des sig- naux de sortie dans la plage de 1 à 150 M{z Ce résultat est obtenu en établissant le bloc synthétiseur 5 de ma- niere qu'il produise un signal de sortie dans la plage de 802 à 1100 {Hz qui, après division par le circuit 24 divi- seur par deux produit des fréquences dans la plage de 401 à 550 M Hz (le groupe de filtres 34 étant correctement ré- glé) Après le mélange dans le mélangeur 36 avec le signal d'entrée à 400 M Hz provenant du diviseur 42, cela produit une sortie de bande latérale inférieure dans la plage de 1 à 150 H{z à la borne 48. Le groupe de filtres 34 peut 8 tre commandé par l'unité de commande 16. La Figure ne représente pas des commutateurs de changement de gamme déterminant à laquelle des bornes de sortie 22, 28, 32, 48 apparait le sig nal de sortie (dans la plage de fréquence voulue). Dans la description faite ci-dessus, il n'a pas été tenu compte de l'effet du bruit. Avec une réalisation appropriée, la source prin- cipale de bruit est l'unité de fréquence de référence 8. Si cette dernière produit un bruit fn à la sortie à 100 n }H{z sur la ligne 12, l'effet de ce bruit est tel que (en raison de la multiplication des fréquences) un bruit dans la plage de 6 fn à 12 fn apparait à la borne de sor- tie 22, un bruit dans la plage de 3 fn à 6 fn à la borne de sortie 28 et un bruit dans la plage de 1,5 fn à 3 fn à la borne de sortie 32, bien entendu si le bloc synthé- tiseur comporte des boucles A verrouillage de phase à large bande qui sont agencées par ailleurs pour que la tolérance de phase soit maintenue. Cependant, bien que le bruit apparaissant aux bornes de sortie 22, 28 e 32 soit multiplié, comparative- ment avec le bruit de sortie sur la ligne 12, par le même facteur que celui par lequel la fréquence de réfé- rence ( 100 M Hz) a été multipliêe,cela n'est pas vrai pour la sortie à la borne 48 Cette sortie est produite par soustraction dans le mélangeur 36 Etant donné que sa réalisation est telle que la cohérence de phase est partout maintenue, les bruits apparaissant aux deux en- trées du mélangeur sont en phase; Par conséquent, le bruit appliqte à la premiure entrée du mélangeur 36 par le filtre 34 se trouve dans la plage de 4,01 fn à 595 fne et le bruit apparaissant à l'autre entrée du mélangeur est 4 fn (en raison de la multiplication dansle multi- plicateur 42) Par conséquent, étant donné que le bruit à la première entrée du mélangeur est en phase avec le bruit à la seconde entrée du mélangeur, les bruits st'an- nulent pratiquement et le bruit apparaissant à la borne de sortie 48 se situe dans la plage de O à 1,5 fn. Il peut y avoir bien entendu plus d'une seule plage de sortie à fréquence basse, la ou chacune de ces sorties étant produite par un mélangeur de la même ma- nière que celle obtenue par le mélangeur 36, ce qui per- met d'assurer un fonctionnement à très faible bruit. De cette manière, en réalisant l'ensemble du circuit pour que la cohérence de phase soit maintenue partout et en utilisant un mélangeur pour produire les sorties dans les plages de fréquences -basses, un fonc- tionnement à très faible bruit peut 9 tre obtend dans ces plages Le seul bruit qui subsiste est le bruit résiduel du circuit et la fraction du bruit d'occiilateur de ré- férence non annulée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au mode de réalisa- tion décrit à titre d'exemple nullement limitatif sans sor- tir du cadre de l'invention. REVENDICA Tl ONS 1 Circuit électrique destiné à Produire un signal de sortie de fréquence variable, comprenant un circuit ( 36) de traitement de frquence avec deux en- trées dont ehacune reçoit directement ou indirectement une fréquence de référence ( 8) sur laquelle est super- posé un bruit# et l'une au moins des entrées étant va- riable de manlière à modifier la fréquence du signal de sortie, caractérisé en ce qcue le circuait assure une cohérence de phase de manière que les phases des bruits sur les deux entrées du circuit de traitement de fré- quence ( 36) soient les m 9 mes et en ce que le circuit de traitement de fréquence ( 36) soustrait le bruit d'une entrée du bruit de l'autre entrée afin que l'amplitude du bruit qui apparait dansle signal de sortie soit ré- duize par cette soustraction. 2 Circuit selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le circuit de traitement de fréquence est un mélangeur de fréquence ( 36).