Brevet FR2612028A1 — publié le 19880909

La présente invention concerne un système pour la génération de sauts d'hyperfréquence, c'est-à-dire un système permettant d'engendrer à sa sortie un signal électrique à très haute fréquence dont la fréquence varie à cadence élevée, de façon que, pendant des périodes de temps successives très courtes, ladite fréquence change d'une période à la suivante, mais reste constante pendant chacune desdites périodes. Par exemple, le système selon l'invention émet des signaux UHF de fréquences différentes en moins de 500 microsecondes, à la cadence de 64 changements de fréquence par seconde. Un tel système est particulièrement, quoique non exclusivement, approprié à être utilisé comme générateur d'onde porteuse dans un système de transmission protégé à évasion de fréquence. Selon l'invention, un système du type décrit ci-dessus est remarquable en ce qu'il comporte - un premier et un second générateurs, susceptibles d'engendrer à leurs sorties respectives un signal électrique à fréquence variable commandée ; - des moyens de pilotage de fréquence, communs aux deux générateurs - un premier et un second interrupteurs commandés disposés respectivement entre ladite sortie dudit système et les sorties desdits premier et second générateurs - des moyens de verrouillage respectif desdits premier et second générateurs ; et - des moyens de commande agissant sur lesdits interrupteurs commandés et sur lesdits moyens de verrouillage, de façon que, à l'intérieur de chacune desdites périodes de temps successives, apparaissent deux phases successives, telles que pendant la première desdites phases, ledit premier ou second générateur émet la fréquence correspondant à la période de temps précédente et est verrouillé sur cette fréquence, qu'il adresse à ladite sortie dudit système à travers l'interrupteur associe, alors que ledit second ou premier générateur est déverrouillé et s'accorde sur la fréquence correspondant à la période actuelle, mais est isolé de ladite sortie dudit système par l'action de l'interrupteur associé ; et pendant la seconde desdites phases, ledit second ou premier générateur émet la fréquence correspondant à la période de temps actuelle et est verrouillé sur cette fréquence, qu'il adresse à ladite sortie dudit système à travers l'interrupteur associe, alors que le premier ou second générateur est déverrouillé et apte à s'accorder sur la fréquence correspondant à la période suivante dès le début de celle-ci, mais est isolé de ladite sortie par l'action de l'interrupteur associe. Ainsi, selon l'invention, l'un des générateurs émet pendant que l'autre s'accorde, de sorte qu'il est possible d'obtenir des sauts de très haute fréquence temporellement rapprochés. De préférence, chacun desdits premier et second générateurs est du type connu à synthèse numérique indirecte de fréquence comportant un comparateur de phase, un système de filtrage, un oscillateur à commande de tension, une boucle de réaction à diviseur et un générateur d'horloge. Dans ce cas, lesdits moyens de pilotage de fréquence agissent sur lesdits diviseurs pour en changer le rapport de division et sur lesdits oscillateurs à commande de tension pour obtenir la fréquence désirée. Ainsi, l'action desdits moyens de pilotage de fréquence correspond à un réglage grossier de fréquence desdits générateurs, alors que la boucle de réaction de ceux-ci impose un réglage fin de fréquence, à partir de ladite fréquence réglée grossièrement. L'accord des générateurs sur une fréquence est donc accéléré.Comme cela est décrit dans la demande de brevet françaIs n 87.02848, déposée le 3 Mars 1987 au nom de la Demanderesse, les réglages grossier et fin de fréquence peuvent être respectivement obtenus par ajustage des valeurs de l'inductance et de la capacité des circuits résonnants des oscillateurs à commande de tension desdits générateurs. Lesdits premier et second interrupteurs commandés sont de préférence des diodes de type PIN, avantageuses pour leur pouvoir de coupure en très haute fréquence. Lesdits moyens de commande sont par exemple un générateur émettant des créneaux de tension variant entre deux niveaux de tension, lesdits moyens de verrouillage verrouillant ou déverrouillant respectivement lesdits premier et second générateurs pour l'un ou l'autre desdits niveaux de créneaux. De préférence, ces créneaux sont émis en réponse à des impulsions d'horloge émises par une horloge. Les créneaux adressés respectivement par lesdits moyens de commande auxdits moyens de verrouillage peuvent être déphasés de 900. De préférence, ladite horloge est susceptible d'émettre, soit lesdites impulsions d'horloge, soit un palier continu de tension et on prévoit un commutateur permettant, au choix d'un opérateur, d'adresser auxdits moyens de commande lesdites impulsions d'horloge ou ledit palier continu. Ainsi, pendant un tel palier continu de tension, lesdits moyens de commande peuvent imposer à l'un desdits premier ou second générateurs d'émettre une fréquence fixe, tant que dure ledit palier continu. On augmente ainsi les possibilités de fonctionnement du système conforme à la présente invention. Pour certaines applications, il peut être avantageux que, pendant un tel palier continu de tension, ladite fréquence fixe soit émise de façon préférentielle par l'un desdits premier et second générateurs, plutôt que par l'autre. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 est le schéma synoptique du-système conforme à la présente invention. Les diagrammes a à f de la figure 2 sont des chronogrammes illustrant le fonctionnement du système de la figure 1. Le système générateur de fréquence, conforme à la présente invention et illustré schématiquement sur la figure 1, comporte deux générateurs synthétiseurs indirects de fréquence 1 et 2, associés à un oscillateur stable 3 et reliés à la sortie 4 dudit système, respectivement à travers des interrupteurs commandés 5 et 6, de préférence des diodes PIN. Chaque générateur synthétiseur indirect de fréquence 1 ou 2 est de structure connue et comporte - un comparateur de phase 7.1 ou 7.2, recevant le signal de l'oscillateur stable 3 - un dispositif de filtrage 8.1 ou 8.2, recevant le signal du comparateur de phase correspondant 7.1 ou 7.2 - un oscillateur commandé en tension 9.1 ou 9.2, de type VC0, recevant le signal filtré par le dispositif de filtrage 8.1 ou 8.2 correspondant - un diviseur de fréquence 10.1 ou 10.2, relié à la sortie 11.1 ou 11.2 de l'oscillateur 9.1 ou 9.2 correspondant et adressant son signal de sortie au comparateur de phase associé 7.1 ou 7.2. Dans les synthétiseurs de fréquence du type auquel appartiennent les synthétiseurs 1 et 2, le comparateur de phase 7.1 ou 7.2 compare en permanence la phase du signai émis par l'oscillateur stable 3 et la phase du signal én:is par l'oscillateur 9.1 ou 9.2 et divisé par le diviseur 10.1 ou 10.2. Il en résulte de façon connue l'asservissement de la fréquence du signal à la sortie 11.1 ou 11.2 de l'oscillateur 9.1 ou 9.2 à la fréquence de l'oscillateur stable 3, multipliée par le coefficient de division du diviseur 10.1 ou 10.2. Si l'on fait varier ce coefficient de division, on peut utiliser un tel synthétiseur 1 ou 2 pour l'asservissement d'une pluralité de fréquences différentes du signal de sortie de l'oscillateur 9.1 ou 9.2. Le système représenté sur la figure 1 comporte des moyens de pilotage de fréquence 12 destinés à commander les générateurs 1 et 2. Ces moyens de pilotage de fréquence 12, constitués par exemple par la logique de commande (générateur de code de fréquence) d'un système de transmission protégée à évasion de fréquence, ont pour objet d'imposer une fréquence particulière à la sortie 4 (telle que F2,F3,F4,F5 du schéma a de la figure 2) pendant des intervalles de temps consécutifs (tels que t2-t1,t3-t2,t4- t3,t5-t4). Pour ce faire, les moyens de pilotage de fréquence 12 commandent le rapport de division des diviseurs 10.1 et 10.2 et les oscillateurs 9.1 et 9.2. Entre les moyens de pilotage de fréquence 12 et lesdits oscillateurs 9.1 et 9.2 sont respectivement interpcsés des moyens de verrouillage 13.1 et 13.2. Par ailleurs, le système comporte une horloge 14 susceptible d'émettre soit un palier continu de tension P, soit des impulsions d > holorge I, comme cela est représenté schématiquement sur le diagramme b de la figure 2. Un commutateur 15, volontairement commandable par un opérateur, permet d'adresser à des moyens de commande 16, soit ledit palier de tension P, soit lesdites impulsions d'horloge I. Lesdits moyens de commande 16 engendrent, à leurs sorties 17.1 et 17.2, des signaux S1 et S2, respectivement destinés à commander les moyens de verrouillage 13.1 et l'interrupteur 5, d'une part, et les moyens de verrouillage 13.2 et l'interrupteur 6, d'autre part (voir les diagrammes c et d de la figure 2). Ces signaux S1 et S2 sont respectivement formés de paliers P1 ou P2 lorsque lesdits moyens de commande 16 reçoivent un palier P, ou de créneaux C1 ou C2 lorsque lesdits moyens de commande 16 reçoivent des impulsions I. Comme on peut le voir sur la figure 2 les créneaux C1 et C2 commencent et se terminent sur des fronts montants des impulsions I les créneaux C1 et C2 sont déphasés de 900, les créneaux C1 apparaissent pendant l'espace de temps entre deux créneaux C2 consécutifs et vice-versa un créneau C1 commence (ou se termine) quand un créneau C2 s'arrête (ou commence) et vice-versa. Un exemple de fonctionnement du système générateur de fréquence de la figure 1 est décrit ci-après en regard des chronogrammes de la figure 2. Sur ceux-ci, on a supposé que, initialement, les interrupteurs 5 et 6 étaient respectivement fermé et ouvert et que le générateur synthétiseur 1 appliquait à la sortie 4 un signal de fréquence F1. Dans cette situation initiale, le commutateur 15 adresse un palier P aux moyens de commande 16, qui eux-mêmes adressent un palier P1 au dispositif de verrouillage 13.1 et un palier P2 au dispositif de verrouillage 13.2. Sur la figure 2, on suppose de plus que - à un instant tl, le générateur de code de fréquence 2 demande que la fréquence F1 à la sortie 4, soit modifiée pour devenir F2 (voir diagramme a) - à un instant tri', légèrement antérieur à tl, le commutateur 15 est basculé, de sorte que, à partir de cet instant, ce sont les impulsions I émises par le dispositif d'horloge 14 qui sont adressées au dispositif de commande 16. En conséquence, les suites des créneaux C1 et C2 apparaissent respectivement sur les sorties 17.1 et 17.2 du dispositif de commande 16. Entre l'instant tl' et l'instant t2', auquel se présentent la première impulsion I et le premier créneau C1, le dispositif 13.1 verrouille le générateur synthétiseur 1, de sorte que celui-ci continue d'émettre la fréquence F1. De plus, les interrupteurs 5 et 6 restent dans leur position initiale, de sorte que cette fréquence est présente sur la sortie 14. En revanche, pendant l'intervalle qui sépare les instants tl' et t2' et qui correspond à une portion de créneau C2 du signal S2, le générateur synthétiseur 2 n'est pas verrouillé par le dispositif 13.2, de sorte que ce synthétiseur peut se prépositionner sur la fréquence F2 pendant l'intervalle tl t2'. A l'instant t2', le dispositif de commande 16 ouvre l'interrupteur 5 et ferme l'interrupteur 6, de sorte que, à la sortie 4, la fréquence F1 émise par le générateur synthétiseur 1 est remplacée par la fréquence F2 émise par le générateur synthétiseur 2. L'établissement de cette fréquence F2 n'a pas lieu exactement à l'instant t2', mais à un instant t2" légèrement postérieur, à cause des retards imposés par les circuits. Pendant l'intervalle t2' t4', le générateur synthétiseur 2 est verrouillé, mais le générateur synthétiseur 1 est déverrouillé. Aussi, quand à l'instant t2, compris entre t2'.et t4', le générateur de code de fréquence 12 demande que la fréquence de sortie soit changée de F2 en F3, le générateur synthétiseur 1 peut se prépositionner sur cette fréquence F3. Le générateur synthétiseur 2 émet sa fréquence F2 sur la sortie 14, jusqu'à l'instant t4', instant auquel les moyens de commande 16 ferment l'interrupteur 5 et ouvre l'interrupteur 6. Par suite, sur la sortie 4, la fréquence F2 cesse d'être émise par le générateur synthétiseur, et est remplacée, avec un léger retard, à l'instant t4" par la fréquence F3, émise par le générateur synthétiseur 1. On voit ainsi que, si des impulsions I apparaissent respectivement entre les instants t2' et t3',t4' et t5',t6' et t7',t8' et t9', les fréquences F2 et F4 sont émises par le générateur synthétiseur 2, respectivement pendant les intervalles t4' - t2" (avec t2" légèrement postérieur à t2') et t8'-t6" (avec t6" légèrement postérieur à t6'), tandis que les fréquences F3 et F5 sont émises par le générateur synthétiseur 1, respectivement pendant l'intervalle t6'-t4" (avec t4" légèrement postérieur à t4') et à partir de l'instant t8" (légèrement postérieur à t8'). Ceci est illustré par les diagrammes e et f de la figure 2. Si à un instant t10' postérieur à t9', le commutateur 15 est rebasculé pour adresser un palier P aux moyens de commande 16, on voit que le générateur synthétiseur 2 sera apte à émettre la fréquence F6 à partir de l'instant tao", légèrement postérieur à t10'. Même si le palier P correspondant à F6 se poursuit dans le temps, il peut être avantageux que, à un instant tll' postérieur à t10", le système rebascule la génération de la fréquence F6 sur le générateur synthétiseur 1 (voir les diagrammes e et f). REVENDICATI ON7S 1 - Système permettant d'engendrer à sa sortie (4) un signal électrique à très haute fréquence dont la fréquence varie à cadence élevée, de façon que, pendant des périodes de temps successives très courtes, ladite fréquence change d'une période à la suivante, mais reste constante pendant chacune desdites périodes, caractérisé en ce qu'il comporte - un premier et un second générateurs (1,2), susceptibles d'engendrer à leurs sorties respectives (11.1,11.2) un signal électrique à fréquence variable commandée - des moyens (12) de pilotage de fréquence, communs aux deux générateurs (1.2) - un premier et un second interrupteurs commandés (5,6) disposés respectivement entre ladite sortie (4) dudit système et les sorties (11.1,11.2) desdits premier et second générateurs (1,2) - des moyens (13.1,13.2) de verrouillage respectif desdits premier et second générateurs (1,2) ; et - des moyens de commande (16) agissant sur lesdits interrupteurs (1,2) et sur lesdits moyens de verrouillage (13.1,13.2), de façon que, à l'intérieur de chacune desdites périodes de temps successives, apparaissent deux phases successives, telles que pendant la première desdites phases, ledit premier ou second générateur (1,2) émet la fréquence corres pondant à la période de temps précédente et est verrouillé sur cette fréquence, qu'il adresse à ladite sortie (4) dudit système à travers l'inter rupteur associé (5), alors que ledit second ou premier générateur (2,1) est déverrouillé et s'accorde sur la fréquence correspondant à la période actuelle, mais est isolé de ladite sortie (4) dudit système par l'action de l'interrupteur associé (6) ; et pendant la seconde desdites phases, ledit second ou premier générateur (2.1) émet la fréquence corres pondant à la période de temps actuelle et est verrouillé sur cette fréquence, qu'il adresse à ladite sortie (4) dudit système à travers l'inter rupteur associé (6), alors que le premier ou second générateur (1,2) est déverrouillé et apte à s'accorder sur la fréquence correspondant à la période suivante dès le début de celle-ci, mais est isolé de ladite sortie (4) par l'action de l'inter rupteur associé (5). 2 - Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun desdits premier et second générateurs (1,2) est du type à synthèse numérique indirecte de fréquence comportant un comparateur de phase (7.1,7.2), un système de filtrage (8.1,8.2), un oscillateur (9.1,9.2) à commande de tension, une boucle de réaction à diviseur (10.1,10.2) et un générateur d'horloge (3). 3 - Système selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de pilotage de fréquence (12) agissent sur les diviseurs (10.1,10.2) pour en changer le rapport de division et sur lesdits oscillateurs (9.1,9.2) à commande de tension pour obtenir la fréquence désirée. 4 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits premier et second interrupteurs commandés (5,6) sont des diodes de type PIN. 5 - Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (16) sont constitués par un générateur émettant des créneaux de tension (C1,C2) variant entre deux niveaux de tension, lesdits moyens de -verrouillage (13.1,13.2) verrouillant ou déverrouillant respectivement lesdits premier et second générateurs (1,2) pour l'un ou l'autre desdits niveaux des créneaux (C1,C2). 6 - Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que lesdits créneaux de tension (C1,C2) sont émis par lesdits moyens de commande (16) en réponse à des impulsions d'horloge (I) émises par une horloge (14). 7 - Système selon l'une ou l'autre des revendications 5 ou 6 caractérisé en ce que les créneaux (C1,C2) adressés respectivement par lesdits moyens de commande (16) auxdits moyens de verrouillage (13.1,13.2) sont déphasés de 900. 8 - Système selon l'une des revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que ladite horloge (14) est susceptible d'émettre, soit lesdites impulsions d'horloge (I), soit un palier continu de tension (P), et en ce qu'un commutateur (15) permet, au choix, d'adresser auxdits moyens de commande (16) lesdites impulsions d'horloge (I) ou ledit palier continu (P). 9 - Système selon la revendication 8, caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (16) imposent à l'un desdits premier et second générateurs d'émettre une fréquence fixe tant que dure ledit palier continu de tension (P). 10 - Système selon la revendication 9, caractérisé en ce que, pendant un palier continu de tension (P), ladite fréquence fixe est émise de façon préférentielle par l'un desdits premier et second générateurs.