Brevet FR2552951A1 — publié le 19850405

DISPOSITIF D'AJUSTAGE EN FREQUENCE D'UN RESONATEUR La présente invention a pour objet un dispositif d'ajustage en fréquence d'un résonateur notamment à quartz. Lors de la fabrication d'un résonateur, on peut modifier légèrement et de façon stable la fréquence propre de celui-ci en provoquant un bombardement cathodique d'une électrode dans la région active du résonateur. Ceci permet d'assurer l'ajustage final de la fréquence du résonateur. Pour ce faire, un composant encapsulé ou bien non encapsulé est placé dans une enceinte sous vide. I1 reçoit à ses bornes une tension continue de valeur définie et est soumis à un bombardement d'ions en provenance d'une cathode. La présente invention propose un dispositif grâce auquel l'ajustage en fréquence est réalisé de manière automatique. Pour ce faire, il est caractérisé en ce qu'il comporte: - un dispositif de bombardement d'une électrode située dans la partie active du résonateur de manière à déposer ou à retirer du métal sur ladite électrode et à modifier la fréquence de résonance du résonateur, ledit dispositif de bombardement comprenant un circuit d'alimentation du résonateur à une tension continue; - un circuit de mesure de ladite fréquence de résonance du résonateur ; - et un circuit de commande du dispositif de bombardement, recevant à son entrée un signal produit par un comparateur de fréquences et produisant un signal de commande du dispositif de bombardement de telle sorte que le bombardement est interrompu lorsque la fréquence du résonateur est égale à une fréquence de consigne donnée. Chaque électrode du résonateur est avantageusement reliée à un condensateur de découplage monté en série entre le résonateur et le circuit de mesure. Selon un mode de réalisation préféré, le circuit de mesure comporte un double filtre en n dont une cellule présente une branche série constituée par le résonateur et l'autre cellule, une branche série constituée par une résistance de référence, l'entrée du chaque cellule du double filtre en n étant alimentée respectivement par un premier et un deuxième oscillateur. La sortie de chaque cellule du double filtre en n peut être connectée à une entrée d'un mélangeur dont l'autre entrée reçoit un signal à une fréquence de mélange produite par le second oscillateur de manière à réaliser un changement de fréquence dans chaque mélangeur, la fréquence du premier oscillateur étant représentative de celle du résonateur à mesure. Le dispositif est alors de préférence associé à un phasemètre dont les entrées reçoivent, après mise en forme, la sortie de chaque mélangeur. Il comporte avantageusement un amplificateur d'asservissement recevant le signal de sortie du phasemètre et produisant un signal de sortie représentatif de la condition du premier oscillateur, ledit signal étant injecté à l'entrée de commande de fréquence des deux oscillateurs afin de maintenir égal à zéro l'écart de phase. Le premier oscillateur suit de ce fait l'évolution de la fréquence du résonateur. Selon une variante préférée, le comparateur de fréquences est un comparateur numérique recevant à une entrée la fréquence numérisée du premier oscillateur, et à son autre entrée, un signal numérique représentatif de la fréquence de consigne. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en liaison avec les dessins annexés qui représentent: - la figure 1, un schéma d'un mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention; - la figure 2, un mode de réalisation des circuits permettant la mesure de la fréquence du résonateur. Selon la figure 1, un quartz Q est alimenté par un générateur de tension continue 1 à travers deux résistances R1 et R2 qui ont pour fonction de limiter le courant lors de la mise sous tension. Les électrodes du quartz Q sont reliées chacun à une entrée d'un filtre de mesure 2, à travers deux condensateurs respectivement C1 et C2 qui ont pour fonction de filtrer la tension continue présente aux -es les du quartz Q. La présence de cette tension continue est nécessaire à l'opération de bombardement cathodique réalisée à partir d'une cathode 5 de manière connue en soi. Le filtre de mesure s 2 attaque un banc de mesure de fréquence 3 produisant à sa sortie un signal S représentant la fréquence du quartz Q. La mesure de la fréquence à l'aide d'un filtre de mesure constitué par un double filtre en lr est déterminée par la norme CEI-444. La fréquence F1 représentative du quartz mesuré est comparée à une fréquence de consigne FC, produite par un générateur de consigne numérique 7. La comparaison entre F1 et F C est réalisée dans un comparateur numérique 6 dont la sortie produit un signal qui est injecté à l'entrée d'un circuit de commande de bombardement cathodique 4, de telle sorte que le bombardement soit interrompu lorsque F1 = foc. Cette interruption s'effectue par coupure du générateur de tension continue 1. Selon la figure 2, le filtre de mesure 2 est un double-réseau en n comprenant une première cellule constituée par une branche série comprenant le quartz Q (et ses deux condensateurs de découplage C1 et C2) et deux branches parallèles comprenant chacune une résistance respectivement R3 et R5, et reliant une borne des condensateurs de découplage C1 et C2 à la masse. Le double réseau en n comporte une deuxième cellule qui sert de référence dans la mesure et qui comporte une branche série constituée par une résistance de référence R c et deux branches prallèles comprenant chacune une résistance, respectivement R4 et R6 qui relient les bornes de la résistance de référence R à la masse. c Un oscillateur 1 1 dont la fréquence F1 est celle à laquelle on souhaite régler la fréquence du quartz Q alimente les entrées du double réseau en n. Pour ce faire, les signaux délivrés par l'oscil lateur 11 sont amplifiés par un amplificateur A1 et appliqués aux bornes non à la masse des résistances R3 et R4 par fintermédiaire de résistances de couplage respectivement R7 et R8. Les deux sorties du double filtre en n 2, à savoir les bornes non à la masse des résistances R5 et R6 sont appliquées chacune à une entrée d'un des deux mélangeurs, respectivement M1 et M2. L'autre entrée de chacun des mélangeurs M1 et M2 reçoit un signal à une fréquence de mélange (F2) à partir des signaux d'un oscillateur 12 amplifiés par un amplificateur A2.Les signaux de sortie des mélangeurs M1 et M2, de fréquence F1 - F2 après le changement de fréquence opéré, attaquent des amplificateurs respectivement A3 et A4, puis des circuits de mise en forme respectivement 13 et 14 dans lesquels sont également filtrées les fréquences images résultant du changement de fréquence. Les signaux de sortie des circuits de mise en forme 13 et 14 voient leurs phases comparées dans un phasemètre 15 qui donne en sortie un signal représentant la phase relative A Lorsque la fréquence F du quartz Q varie dans une certaine plage autour de la fréquence F1 sous l'action du bombardement ionique de la cathode 5, on observe une variation de la phase relative Acp. Cette variation est maintenue très proche de zéro grâce à l'amplificateur à grand grain A5 dont la sortie corrige la fréquence des oscillateurs F1 et F2. La fréquence de l'oscillateur F1 affichée numériquement est comparée à celle du quartz Q à caler. REVENDICATIONS 1. Dispositif d'ajustage en fréquence d'un résonateur, carac tersé en ce qu'il comporte: - un dispositif (5) de bombardement d'une électrode située dans la partie active du résonateur de manière à déposer ou à retirer du métal sur ladite électrode et à modifier ladite fréquence de résonance, ledit dispositif de bombardement comprenant un circuit d'alimentation du résonateur à une tension continue; - un circuit (2, 3) de mesure d'une fréquence (F1) de résonance du résonateur ; - et un circuit de commande (4) du dispositif de bombardement recevant à son entrée un signal produit par un comparateur de fréquence (6) et produisant un signal de commande du dispositif de bombardement, de telle sorte que le bombardement est interrompu lorsque la fréquence de résonance du résonateur est égale à une fréquence de consigne (foc). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque électrode du résonateur est reliée à un condensateur de découplage (Cl, C2) montée en série entre le résonateur (Q) et le circuit de mesure. 3. Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de mesure comporte un double filtre en 7r(2) dont une cellule présente une branche série constitué par le résonateur (9) et l'autre cellule, une branche série constituée par une résistance de référence (Rc), I'entrée de chaque cellule du double filtre en n étant alimentée respectivement par un premier (11) et un second (12) oscillateur. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que la sortie de chaque cellule du double filtre en n(2) est connectée à l'entrée d'un mélangeur (M1, M2) dont l'autre entrée reçoit un signal à une fréquence de mélange (F2) produit par le second oscillateur (12) de manière à réaliser un changement de fréquence dans chaque mélangeur (M1, M2), la fréquence (F1) du premier oscillateur (Il) étant représentative de celle du résonateur à mesurer. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un phasemètre (15) dont les entrées reçoivent, après mise en forme (13, 14), la sortie de chaque mélangeur. 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur d'asservissement (AS) recevant le signal de sortie du phasemètre (15) et produisant un signal de sortie S représentatif de la condition du premier oscillateur, ledit signal étant injecté à l'entrée de commande de fréquence des deux oscillateurs (11, 12) afin de maintenir égal à zéro l'écart de phase (cp). 7. Dispositif selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le comparateur de fréquence (6) est un comparateur numérique (6) recevant à une entrée la fréquence (F1) numérisée du premier oscillateur (11) et à son autre entrée un signal numérique représentatif de la fréquence de consigne (foc).