Brevet FR2600842A1 — publié le 19871231

-- I -Dispositif comparateur de phase L'invention se rapporte à un dispositif comparateur de phase. Certains dispositifs comparateurs de phase de l'art connu possèdent simultanément les trois caractéristiques suivantes: - A une valeur du déphasage entre les signaux d'entrée correspond une et une seule valeur de la tension de sortie. - La caractéristique tension de sortie/déphasage entre les signaux d'entrée est linéaire sur une plage de 2 t, et a la forme d'une dent de scie dissymétrique. - On peut les réaliser de façon économique, au moyen de deux circuits intégrés du commerce, en technologie rapide de type ECL. Ces trois caractéristiques sont réunies, par exemple, pour le dispositif décrit dans le brevet US 4520319. Ce brevet décrit un circuit détecteur de phase destiné à être 15 utilisé dans une boucle de phase. Ce circuit comprend deux bascules bistables de type D. La première bascule reçoit, sur son entrée horloge, un signal de sortie issu d'un oscillateur commandé en tension et sur son entrée "Reset" un signal de référence d'entrée. La seconde bascule reçoit, sur son entrée horloge, le signal de référence d'entrée inversé 20 et sur son entrée "Reset" 'le signal de sortie issu de l'oscillateur commandé en tension, après que ce signal ait été inversé. Les sorties Q et Q de ces deux bascules sont reliées à un diviseur en tension et décalées en amplitude d'une quantité telle que le signal de détection d'erreur de phase soit nul quand le signal de référence d'entrée et le 25 signal de sortie sont en phase. En plus des trois caractéristiques énumérées ci-dessus le dispositif de l'invention présente deux avantages: - La sortie du dispositif se fait en un seul point, à la différence d'autres dispositifs connus qui nécessitent l'utilisation d'un pont de 30 résistances ou d'un amplificateur différentiel pour effectuer une soustraction entre les tensions présentes en deux points du montage. - Le dispositif de l'invention présente une sensibilité élevée, égale à V/2 -T volts par radian, t V représentant la différence entre les niveaux logiques dans la technologie employée. 35 Cette sensibilité est supérieure à celle des autres dispositifs de l'état de l'art antérieur. Par exemple, le dispositif décrit dans le brevet cité précédemment n'a qu'une sensibilité de C V/4It volts par radian. L'invention a pour objet un dispositif comparateur de phase entre un premier et un second signal logique d'entrée comprenant une première et une seconde bascules D) caractérisé en ce que la sortie de la deuxième bascule est reliée à l'entrée de la première bascule, l'entrée horloge de cette deuxième bascule étant reliée au niveau bas, 10 le premier signal étant entré, respectivement avant et après inversion, sur les entrées "set" de ces ces deux bascules, de même le second signal étant entré, respectivement avant et après inversion, sur les entrées "reset" de ces deux bascules, les signaux entrés sur les entrées "set" et "reset" de la première bascule étant entrés dans un 15 circuit logique dont une sortie, donnant un signal qui est le produit logique des deux signaux entrés, est reliée à l'entrée horloge de la première bascule, et en ce que la sortie dudit dispositif est la sortie de la première bascule. Les caractéristiques et avantages de I'invention ressortiront 20 d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles: - Les figures 1 et 2 représentent deux diagrammes de fonctionnement de l'invention; Les figures 3 illustre une représentation du dispositif de 25 l'invention; - Les figures 4 à 7 représentent les signaux obtenus en différents points du dispositif illustré à la figure 3; - La figure 8 illustre une courbe caractéristique du dispositif comparateur de phase de l'invention; - Les figures 9, 10 et 11 illustrent des variantes de réalisation du dispositif de l'invention. Dans ce qui suit: - Le signe. représente la fonction logique "et" - Le signe + représente la fonction logique "ou - Le signe- représente l'inversion de la variable logique. 2 6001 42 -3 Pour obtenir les deux premières caractéristiques des dispositifs de l'art connu décrites plus haut, il suffit d'obtenir, à la sortie du dispositif, la tension représentée par V1 sur les figures 1 et 2, o VA et VB représentent les signaux d'entrée du comparateur de phase. Une bascule D, qui agit en fonction des états des signaux présents à ses entrées et non de leurs transitions (en anglais "latch"), peut réaliser cette tâche. La table de vérité d'une telle bascule (par exemple MC1668 du fabricant MOTOROLA)-est représentée en fin de description. Sur cette table de vérité, le signe représente un signal 1 ou 0, 10 indifféremment. On vérifie aisément que le signal de sortie désiré, représenté par Vi aux figures 1 et 2, est bien obtenu au point Q1 du montage de la figure 3, à la condition de placer à l'entrée D de la bascule, lorsque VA et VB sont simultanément au niveau haut, un niveau bas si VA est en avance sur VB, et un niveau haut si VA est en retard sur 15 VB: Appelons V2 un tel signal. Ce signal V2 est obtenu à la sortie Q2 d'une seconde bascule 2 ayant une table de vérité identique, et connectée comme indiqué à la figure 3: Le montage de la figure 3 possède donc les caractéristiques 20 recherchées. Les figures 4 à 7 représentent les états caractéristiques V1 et V2 des points essentiels Q1 et Q2 du montage de la figure 3, pour quatre valeurs du déphasage relatif des signaux d'entrée VA et VB du comparateur. Ces signaux VA, VB, V1, V2 sont données à la figure 4 pour une 25 faible avance de VA par rapport à VB (voisine de 0), à la figure 5 pour une forte avance de VA par rapport à VB (voisine de-I), à la figure 6 pour un faible retard de VA par rapport à VB (voisin de 0), à la figure 7 pour un fort retard de VA par rapport à VB (voisin del ). Ces valeurs cotées 4, 5, 6, 7 sont aussi représentées sur la figure 8, qui est la 30 courbe caractéristique du comparateur de phase, en forme de dent de scie dissymétrique, périodique et de période 2-T5, donnant la valeur moyenne de V1 Vlm en fonction du déphasage f AB de VA rp- rapport à VB. - Si on le désire, on peut définir la sort. ed montage, tel que -4 représenté à la figure 3, de façon différentielle, entre Qil es Qi. Comme représenté à la figure 9, on peut rendre le montage parfaitement symétrique en ajoutant aux liaisons indiquées à la figure 3 deux liaisons 10 et 11. En effet, la première liaison 10 ne fait que fixer la tension au point D2, tension à laquelle le montage est insensible. De plus, ce n'est que lorsque VA et VB sont simultanémant au niveau 1 que le signal de sortie V2 de la seconde bascule a un rôle, et donc que le signal présent à son entrée C2 est utilisé. Or, la seconde 10 liaison 11 fixe bien le niveau à 0 en C2 lorsque VA et VB sont au niveau 1. Enfin, on peut faire fonctionner le circuit sur VA et VB comme indiqué figure 10. Le montage du comparateur de l'invention peut donc être réalisé, 15 comme indiqué à la figure 11, au moyen de deux boîtiers de circuits intégrés en technologie ECL: - un premier boitier comprenant les deux bascules, connectées de la même manière qu'à la figure 10. - un second bottier comprenant des portes OR/NOR triple, qui 20 fournit les signaux d'entrée convenables aux bascules. En particulier, le signal d'entrée au point C1 est bien égal à VA.VB car, en vertu d'une propriété bien connue des variables logiques binaires: VA. VB = VA + VB. Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et 25 représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention. 260084Z - 5 Table de vérité: Entrées: "Set" ItReset"l "Donnée" "Horloge" Sortie 1 0 i O o o i z 0' o o o o i i état précédent 1 o0 état indéterminé 0 1 25 30 - ô REVENDICATIONS: 1/ Dispositif comparateur de phase entre un premier (VA) et un second (VB) signal logique d'entrée comprenant une première (1) et une seconde (2) bascules D, caractérisé en ce que la sortie (Q2) de la 5 deuxième bascule (2) est reliée à l'entrée (D1) de la première bascule (1), l'entrée horloge (C2) de cette deuxième bascule étant reliée au niveau bas, le premier signal d'entrée (VA) étant entré, respectivement avant et après inversion, sur les entrées "set" de ces ces deux bascules (1, 2), de même le second signal d'entrée (VB) étant entré, 10 respectivement avant et après inversion, sur les entrées "reset" de ces deux bascules (1, 2), les signaux entrés sur les entrées "set" et "reset" de la première bascule (1) étant entrés dans un circuit logique dont un sortie, donnant un signal qui est le produit logique des deux signaux entrés, est reliée à l'entrée horloge (C1) de la première 15 bascule (1) et en ce que la sortie dudit dispositif est la sortie (Q) de la première bascule (1). 2/ Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le circuit logique est une porte ET (3). 3/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, 20 caractérisé en ce que les signaux entrés sur les entrées "set" et "reset" de la première bascule (1) sont les signaux d'entrée (VA, VB), en ce que la sortie (Q1) de la première bascule (1) est reliée à l'entrée (D2) de la deuxième bascule (2), et en ce qu'une porte ET, qui reçoit en entrée les signaux d'entrée (VA, VB) après inversion est 25 reliée à l'entrée horloge (C2) de la deuxième bascule (2). 4/ Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que les signaux entrés sur les entrées "set" et "reset" de la première bascule (1) sont les signaux d'entrée inversés obtenus sur les deux premières sorties inversées de deux portes OR/NOR 30 triple (12, 13) dont les deux secondes sorties non inversées sont reliées aux entrées "set" et "reset" de la deuxième bascule (2), la première (12) de ces deux portes OR/NOR recevant sur ses entrées le premier signal d'entrée (VA), et la deuxième porte (13) recevant sur ses entrées le deuxième signal d'entrée (VB), une troisième porte 35 OR/NOR triple (14) recevant sur ses entrées le premier signal - 7 d'entrée (VA), le deuxième signal d'entrée (VB) et le niveau logique bas, la sortie de cette troisième porte (14), qui délivre un signal produit logique des deux signaux d'entrée inversés, étant reliée à l'entrée hnorloge (1) de la première bascule (1).