Brevet FR2612017A1 — publié le 19880909

La présente invention concerne les oscillateurs a' accordé, susceptibles d'être réglés dans une large gamme de fréquence. On connaît déjà de nombreuses réalisations d'osci1lateurs dans lesquelles un circuit résonnant, constitué d'une inductance et d'une capacité, définit, à l'accord, la fréquence du signal émis par lesdits oscillateurs. Pour faire varier cette fréquence, il est usuel de modifier la valeur de ladite capacité, soit manuellement, soit électriquement. Dans ce dernier cas, on prévoit par exemple une diode à capacité variable commandée par une tension continue réglable. Ainsi, en modifiant la valeur de la capacité, on modifie celle de la fréquence de résonance propre du circuit résonnant LO et donc la fréquence du signal émis par l'oscillateur. Toutefois, une telle méthode de réglage de la fréquence des oscillateurs à circuit accordé présente des limites. D'une part, par simple réglage de la capacité du circuit résonnant, il est difficile, sinon impossible, d'obtenir pour l'oscillateur une large gamme de fréquence, s'étendant par exemple sur plusieurs centaines de MHz. D'autre part, même si grâce à un montage complexe on réussissait à obtenir par variation de capacité une large gamme théoricue de fréquence pour ledit oscillateur, le passage d'une fréquence à une autre, éloignée, serait long et rendrait ledit oscillateur pratiquement inutilisable. La présente invention a pour objet de remédier à ces inconvénients. Elle concerne un oscillateur à circuit résonnant pouvant être utilisé pour une large gamme de fréquence (plusieurs centaines de MHz) et susceptible de sauter rapidement d'une fréquence à l'autre de ladite gamme, même lorsque lesdites fréquences sont très éloignées l'une de l'autre à l'intérieur de cette gnne. A cette fin, selon l'invention, 1' oscillateur comportant un circuit résonnant à inductance et capacité, est remarquable en ce que, à ladite inductance, sont associés des circuits de dérivation pourvus chacun d'un interrupteur commandé et répartis le long de ladite inductance, de façon à permettre de modifier le coefficient d'induction de ladite inductance. Ainsi, pour commande sélective desdits interrupteurs commandés, on met en circuit une longueur déterminée de ladite inductance, de sorte que l'on choisit une valeur particulière pour cette inductance et donc une valeur particulière pour la fréquence du signal délivré par ledit oscillateur. Grâce auxdits circuits de dérivation, on peut donc subdiviser la gamme de fréquence totale dudit oscillateur en une pluralité de sous-gammes, dont chacune d'elles correspond à un circuit de dérivation particulier. Ainsi, il est possible de passer rapidement d'une sous-gamme à une autre, par simple commutation d'interrupteurs commandés. De préférence, afin d'éviter des trous de fréquence entre les sous-gammes (reproductibilité, dérives climatiques, etc...), deux sous-gammes adjacentes se chevauchent de manière que les fréquences supérieures de la sous-gamme inférieure correspondent aux fréquences inférieures de la sous-gamme supérieure. De façon connue, la capacité dudit circuit résonnant est avantageusement variable. Dans ce cas, on voit ainsi que, par commande sélective des circuits de dérivation, on peut obtenir un réglage grossier de fréquence par choix d'une sous-gamme et que, par commande de ladite capacité, on peut obtenir un réglage fin de fréquence à l'intérieur d'une sous-gamme. De préférence, à cause de leurs excellentes caractéristi- ques de coupure et d'isolation pour les fréquences élevées (gammes VHF et UHF), lesdits interrupteurs commances sont des diodes de type PIN. Il est avantageux que ladite inductance se présente sous la forme d'une spirale plane. Elle peut par exemple être réalisée par gravure d'une couche métallique épaisse (de l'ordre de 0,2 mm) sur une plaquette de matériau isolant. Dans ce cas, il peut être avantageux de réaliser, totalement ou en partie, ledit oscillateur sous la forme d'un circuit hybride à couche épaisse. Dans la description schématique donnée ci-dessus du fonctionnement de l'oscillateur conforme à l'invention, on a expliqué, par analogie à ce qui se passerait en basse fréquence, que les circuits de dérivation modifiaient la longueur en circuit de l'inductance. En réalité, en fonctionnement à haute et très haute fréquence, les capacités réparties qui-apparaIssent empechent de considérer que la conduction d'un circuit de dérivation entrain e la mise hors circuit totale de la partie de cette inductance disposée en aval dudit circuit de dérivation. Il se produit seulement alors une modification du coefficient d'induction de l'inductance. Ce phénomène en haute et très haute fréquence peut d'ailleurs être mis à profit. En effet, au lieu de ne rendre conducteur qu'un seul circuit de dérivation à la fois, on peut rendre simultanément conducteurs deux ou plusieurs circuits de dérivation. On peut ainsi modifier légèrement la gamme de fréquence et augmenter le niveau du signal de sortie On a remarque que ce mode de fonctionnement était particulièrement intéressant pour lineariser le niveau de sortie de l'oscillateur selon l'invention au-de# de 450 z. Dans ce cas, la conduction simuitanée de deux circuits de dérivation se traduit par une augmentatior d'environ 20 % du courant d'alimentation de l'oscillateur, par rapport au cas où un seul circuit de dérivation est rendu conducteur. Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. Sur ces figures, des références identiques désignent des éléments semblables. La figure 1 donne le schéma synoptique d'un exemple de réalisation de l'oscillateur conforme à la présente invention. La figure 2 illustre le fonctionnement dudit oscillateur. La figure 3 montre, en vue agrandie, un mode de réalisation en circuit hybride d'une partie de ltoscillateur de la figure 1. L'oscillateur, conforme à la présente invention et représenté sur la figure 1, est du type dit VCO, ctest-à- dire dont la fréquence de sortie est commandée par une tension réglable de commande. Il comporte essentiellement un circuit résonnant LC, constitué d'une inductance L portant la référence 1 et d'une capacité C portant la référence 2, ainsi qu'un dispositif électronique de commande 3, comportant par exemple un synthétiseur de fréquence. De façon connue, la capacité 2 est constituée d'une diode 4 à capacité variable (appelée généralement varicap), recevant ladite tension réglable de commande du dispositif 3, qui émet une telle tension à sa sortie 5 et l'adresse a ladite diode par l'intermédiaire de composants de liaison 6,7 et 8.Par ailleurs, à sa sortie 9, le dispositif électronique de commande 3 émet un signal de pllotage, qui est appliqué au pcint 10 commun à l'inductance 1 et à a capacité variable 2, par l'intermédiaire d'un condensateur de liaison il. L extrémité opposée de ladite inductance I est reliée à la masse par l'intermédiaire d'un condensave- > 12. L'inductance 1 et la capacité variable 2 sont montées en parallèle l'une sur l'autre, entre ledit point commun 10 et la masse. Dans le mode de réalisation représenté sur la figure 1, l'inductance 1 est formée par une spirale dont l'extrémité extérieure constitue le point commun 10 et dont l'extrémité Intérieure 13 est reliée à la masse par le condensateur 12. Conformement à l'invention, en différents points 14 à 21, l'inductance 1 est reliée à la masse par une diode de type PIN et un condensateur. Ces diodes PIN: portent respectivement les références 22 à 29, et lesdits condensateurs sont désignes par les références respectives 30 à 37. Le point commun à chacune des diodes PIN 22 à 29 et au condensateur correspondant 3G à 37 est relié,- par une résistance associée 38 à 45, à une sortie respective 46 à 53 du dispositif de commande électronique 3. Celui-ci est susceptible c remettre sur chacune de ses sorties 46 à 53 un courant de polarisation pour la diode PIN correspondante, tel que celle-ci devienne conductrice. On voit ainsi qu'en rendant conductrice l'une ou l'autre desdites ou plusieurs diodes PIN 22 à 29, on modifie la longueur de l'inductance 1 en circuit et donc la valeur de cette inductance. La commande de la conduction desdites diodes permet donc d'agir sur la fréquence du circuit LC et donc sur celle de l'oscillateur. La répartition des points de dérivation 14 à 21 le long de l'inductance 1 est déterminée de façon que la gamme oe fréquence totale de l'oscillation soit subdivisée en autant de sous-gammes gi qu'il existe de circuits de dérivation 14,22,30,.. .21,29,37. Sur la figure 2, qui illustre schématiquement la puissance émise P en fonction de la fréquence F, on a représenté deux de ces sous-gammes de fréquence gi et gj, qui se trouvent en position adjacente. Comme on peut le voir, ces deux sous-gammes adjacentes gi et gj se chevauchent, de sorte qu'elles comportent en commun les fréquences se trouvant dans la zone hachurée 54. On obtient ainsi la continuité de fréquence à l'intérieur de la gamme totale. Sur la figure 3, on a représenté une partie de l'oscillateur de la figure 1 réalisée sous la forme d'un circuit hybride en couche épaisse réalisée sur une plaquette isolante 55. Dans une couche métallique épaisse (0,2 mm) déposée sur cette plaquette isolante 55, on a gravé la spirale 1, ainsi que différentes plages (hachurées) destinées à la liaison électrique entre les différents composants 4,6,7,8,11,12,22 à 45, déposés sur ladite plaquette. Les liaisons entre les points 10,13 et 14 à 21 de la spirale 1 et les composants 4,12 et 22 à 29 correspondants sont représentées comme étant réalisées par des fils soudés à leurs extrémités. REVENDICATIONS 1 - Oscillateur comportant un circuit résonnant à inductance (1) et capacité (2), caractérisé en ce que, à ladite inductance (1), sont associés des circuits de dérivation (14,22,30 - 15,23,3 etc...) pourvus chacun d'un interrupteur commandé (22 à 20; et répartis le long de ladite inductance (1), de façon à permettre de modifier le coefficient d'induction de ladite inductance. 2 - Osclllateur selon la revendication 1, caractérIsé e ce que sa gamme de fréquence totale est subdivisée en une pluralité de sous-gammes (gI,gJ) dont chacune d'elles correspond à un circuit de dérivation particulier. Osclllateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que deux sous-gammes adjacentes se chevauchent e manière que les fréquences supérieures de la sous-gamme inférieure (gi) correspondent aux fréquences inférieures de la sous-gamme supérieure (gj). 4 - Oscillateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite capacité (2) est variable. 5 - Oscillateur selon les revendications 2 et 4, caractérisé en ce que le réglage de sa fréquence est obtenu, d'une part par commande sélective desdits circuits de dérivation associés à ladite inductance (1) pour choisir l'une desdites sous-gammes, et, d'autre part, par commance de ladite capacité (2) pour régler ladite fréquence a l'intérieur de la sous-gamme choisie. 6 - Oscillateur selon l'une quelconque des revencicazicns a' 5, caractérisé en ce que lesdits interrupteurs (22 å 29) commandés sont des diodes de type PI. 7 - Oscillateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que ladite inductance (1) présente la forme d'une spirale plane. 8 - Oscillateur selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il est réalisé au moins en partie sous la forme d'un circuit hybride en couche épaisse. 9 - Oscillateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que lesdits interrupteurs commandés (22 à 29) sont commandés alternativement à la conduction. 10 - Oscillateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que plusieurs interrupteurs commandés (22 à 29) sont commandés simultanément à la conduction.