Brevet FR2588135A1 — publié le 19870403

- OSCILLATEUR COMMANDE EN TENSION La présente invention concerne un oscillateur commandé en tension. I1 existe à l'heure actuelle de nombreux circuits intégrés réalisant la fonction d'un oscillateur commandé en tension, notamment en logique TTL. Ces circuits sont cependant limités en fréquence; ainsi, seul le circuit 74 5124 peut fonctionner à une fréquence de 40 MHz. II s'avère malheureusement qu'a l'utilisation de ce circuit, il y a apparition de "sauts" de fréquence nuisibles au bon fonctionnement du montage dans lequel il est utilisé. La présente invention a pour objet un circuit de structure très simple, réalisant la fonction d'oscillateur commandé en tension, et permettant d'obtenir des courbes (fréquence de sortie en fonction de la tension d'entrée) satisfaisantes par leur monotonie et leur régularité. L'oscillateur commandé en tension suivant l'invention, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier élément apte à changer d'état logique suivant que sa tension d'entrée devient supérieure à un premier niveau appelé niveau haut ou inférieure à un second niveau appelé niveau bas, ou à rester dans l'état logique précédent si sa tension d'entrée est comprise entre ces deux niveaux, la sortie de cet élément constituant la sortie de l'oscillateur commandé en tension; - un second élément apte à assurer l'application, à l'entrée du premier élément, d'une tension croissante ou décroissante suivant le type de commande reçu, cet élément étant alimenté par la tension d'entrée de l'oscillateur commandé en tension;; - un troisième élément apte à convertir tout changement d'état du premier élément en une commande du second élément de façon à assurer un changement d'état opposé du premier élément. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, faite en relation avec les dessins ciannexés dans lesquels: - la figure 1 est un schéma d'un exemple d'oscillateur commandé en tension conformément à l'invention; - la figure 2 est une courbe montrant la forme de la caractéristique (tension de sortie en fonction de la tension d'entrée) d'un circuit appelé Trigger de Schmitt, utilisé dans un oscillateur suivant l'in invention; - les figures 3a et 3b sont des diagrammes montrant respectivement la forme de la tension d'entrée et de- la tension de sortie du Trigger de Schmitt utilisé dans un oscillateur suivant l'invention;; - la figure 4 montre une variante de réalisation d'un oscillateur commandé en tension suivant l'invention; - la figure 5 représente des exemples de courbes "fréquence de sortie en fonction de la tension d'entrée" obtenues avec un oscillateur suivant l'invention. L'oscillateur commandé-en tension, représenté sur la figure 1, comporte un premier élément T, constitué par un Trigger de Schmitt, dont la tension d'entrée Ve est prise en sortie d'un deuxième élément constitué par un circuit du type "R-C". La tension Ve est obtenue au point commun à la résistance R et au condensateur C, l'autre borne du condensateur étant à la masse ét l'autre borne de la résistance R recevant une tension continue E qui constitue le signal d'entrée de l'oscillateur commandé en tension. Aux bornes du Trigger de Schmitt T est par ailleurs connecté un troisième élément constitué par une diode D. La tension de sortie de l'oscillateur commandé en tension est constituée par la tension de sortie Vs du Trigger de Schmitt T. La forme de la caractéristique d'un Trigger de Schmitt (tension de sortie en fonction de la tension d'entrée) est représentée sur la figure 2. Tant que la tension d'entrée Ve est inférieure à un niveau haut V2, la tension de sortie Vs est à rétat logique haut. Lorsque la tension d'entrée Ve atteint-le niveau haut V2, le trigger change d'état et la tension de sortie Vs passe à l'état logique bas. Si, à partir de ce point la tension d'entrée e décroît, la sortie du trigger conserve cet état bas, jusqu'à ce que la tension d'entrée atteigne un niveau bas V1, auquel cas le trigger change à nouveau d'état, la tension de sortie Vs prenant à nouveau l'état logique haut. Si à partir de ce point la tension d'entrée Ve croît à nouveau la sortie du trigger conserve cet état haut, jusqu a ce que la tension d'entrée Ve atteigne le niveau haut V2, auquel le trigger bascule à nouveau, et ainsi de suite. On considère maintenant le schéma de la figure 1. Lorsque la tension continue d'entrée E est appliquée à l'entrée de l'oscillateur, la capacité C se charge et la tension Ve d'entrée du trigger croît exponentiellement vers la tension continue d'entrée E. La tension de sortie Vs du trigger est pendant ce temps dans l'état logique haut, et la diode D ne peut conduire. Cet état se poursuit jusque ce que la tension d'entrée Ve atteigne le niveau haut V2, ce qui fait changer d'état le trigger, (au temps de propagation tpHL du trigger près) et par là-même conduire la diode D. La diode D conduisant, la capacité C se décharge très rapidement, permettant à nouveau le basculement du trigger (au temps de propagation tpLH près) et ainsi de suite. La période Tg du signal en sortie est donnée par la constante de temps RC et par les temps de propagation TpHL et TpLH. V1 - E To=RC(v ) + fpHL + fPLH 2. La période Tg du signal en sortie est donc fonction de la tension d'entrée et de la constante de temps RC. Lorsqu'on souhaite par exemple une fréquence de 40 MHz pour 5 V à l'entrée, la constante de temps est alors: RC ~ 35 ns pour tpHL + tpLH = 20 ns Le circuit Trigger de Schmitt T utilisé est par exemple un circuit logique tel que le circuit 54 S132 (Texas) réunissant quatre portes du type "Nand Trigger". La diode D utilisée est de préférence une diode du type "Schottky" dont l'avantage est le faible seuil de conduction. Un autre exemple de réalisation d'un oscillateur commandé en tension conforme à l'invention est représenté sur la figure 4. Cet exemple ne diffère du précédent qu'en ce qu'une résistance R1 est placée en série avec la diode D, afin de limiter le courant dans la diode. Comme cette résistance introduit une chute de tension, la tension Ve ne pourrait pas atteindre le seuil bas V1 de la même façon que dans le montage précédent. C'est pourquoi on rajoute dans la branche comportant le trigger T un circuit de compensation comportant une diode D1 et une résistance R2, la diode D1 ayant une première borne connectée au point commun à la résistance R, au condensateur C et à la diode D et une seconde borne connectée à l'entrée du trigger T, la résistance R2 ayant une première borne connectée au point commun à la diode D1 et au trigger T et une seconde borne à la masse. Des exemples de courbes "fréquence de sortie en fonction de la tension d'entrée" obtenues avec un oscillateur suivant l'invention pour plusieurs valeurs de la constante de temps RC et pour une température donnée ont été représentés sur la figure 5. REVENDICATIONS 1. Oscillateur commandé en tension, caractérisé en ce qu'il comporte: - un premier élément (T) apte à changer d'état logique suivant que sa tension d'entrée devient supérieure à un premier niveau appelé niveau haut ou inférieure à un second niveau appelé niveau bas, ou à rester dans l'état logique précédent si sa tension d'entrée est comprise entre ces deux niveaux, la sortie de cet élément constituant la sortie de l'oscillateur commandé en tension; - un second élément (RC) apte à assurer l'application, à l'entrée du premier élément, d'une tension croissante ou décroissante suivant le type de commande qu'il reçoit, cet élément étant alimenté par la tension d'entrée de l'oscillateur commandé en tension;; - un troisième élément (D) apte à convertir tout changement d'état du premier élément en une commande du second élément de façon à assurer un changement d'état opposé du premier élément. 2. Oscillateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément (T) consiste en un Trigger de Schmitt. 3. Oscillateur selon la revendiction 2, caractérisé en ce que le second élément consiste en un circuit "R-C" alimenté par la tension d'entrée de l'oscillateur commandé en tension et dont le point commun à la résistance R et au condensateur C constitue l'entrée du Trigger de Schmitt. 4. Oscillateur selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le troisième élément D consiste en une diode placée en parallèle sur le Trigger de Schmitt. 5. Oscillateur selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'une résistance (R1) est mise en série avec la diode. 6. Oscillateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit (D1, R2) de compensation de la chute de tension introduite par cette résistance (R1).