Brevet FR2673778A1 — publié le 19920911

Circuit électrique comprenant un oscillateur commandé en tension. La présente invention concerne un circuit électrique comprenant un oscillateur commandé en tension. Elle concerne aussi un procédé de calage de la fréquence nominale de l'oscillateur de ce circuit. Les oscillateurs commandés en tension utilisent généralement une diode varicap pour ajuster la fréquence d'oscillation à la valeur désirée. L'ajustement se fait au moyen d'une tension de commande. Etant données les tolérances des composants électroniques, la valeur de la tension de commande permettant d'obtenir une fréquence d'oscillation déterminée variera d'un oscillateur à un autre conçu identique au premier. Ainsi, pour une série d'oscillateurs en principe identiques, les tensions de commande seront toutes différentes. Dans le cas où les oscillateurs sont destinés à fonctionner à une fréquence fixe, ceci n'est pas gênant. Par contre, lorsqu'on demande aux oscillateurs de pouvoir fonctionner à une fréquence nominale avec une possibilité de variation de la fréquence autour de cette fréquece nominale, des difficultés apparaissent. En effet, la tension de commande est variable dans une certaine plage. L'idéal est alors que la fréquence nominale soit obtenue pour une valeur de tension de commande située au centre de la plage de variation. Ainsi on peut obtenir la meme excursion de fréquence de part et d'autre de cette valeur de tension de commande. Cependant, ceci n'est pratiquement jamais réalisé. Pour remédier à cet inconvénient, il est connu d'obtenir le calage à la fréquence nominale soit par un tri des composants (résistances, selfs, condensateurs), soit en utilisant des composants ajustables (potentiomètre, condensateur variable, self ajustable). Ces méthodes ne sont pas satisfaisantes. En effet, des composants triés reviennent plus chers et les composants ajustables sont non seulement chers mais peu fiables puisque leurs caractéristiques évoluent avec le temps. La présente invention permet de pallier ces inconvénients par l'utilisation d'un étage d'adapatation entre la tension de commande et l'oscillateur. En fonction de la tension de commande, l'étage d'adaptation génère une tension de commande intermédiaire en entrée de l'oscillateur, cette tension intermédiaire correspondant à la caractéristique de l'élément permettant l'asservissement de la fréquence (la varicap) et le calage à la fréquence nominale. La plage de variation de la tension de commande en entrée est dimensionnée pour assurer les deux fonctions. L'invention a donc pour objet un circuit électrique comprenant un oscillateur commandé en tension, l'oscillateur devant avoir une fréquence nominale d'oscillation imposée par une tension de commande et la fréquence d'oscillation pouvant varier autour de cette fréquence nominale en fonction d'une variation de la tension de commande, le circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend également un étage d'adaptation recevant sur son entrée ladite tension de commande et délivrant à l'oscillateur une tension intermédiaire de commande, l'étage d'adaptation disposant de moyens d'ajustage de la tension intermédiaire permettant d'obtenir la fréquence nominale pour une valeur de tension de commande imposée. L'invention a aussi pour objet un procédé de calage de la fréquence nominale de l'oscillateur du circuit électrique décrit ci-dessus, caractérisé en ce que - on impose à l'entrée de l'étage d'adaptation la tension de commande à laquelle on veut faire correspondre la fréquence nominale. - on agit sur les moyens d'ajustage pour rendre la tension intermédiaire telle que l'oscillateur oscille à la fréquence nominale. L'invention sera mieux comprise et d'autres avantages et particularités apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre non limitatif, accompagnée des dessins annexés parmi lesquels - la Figure 1 représente de façon schématique la structure d'un circuit électrique selon l'invention, - la Figure 2 est un schéma électrique illustrant un exemple de réalisation d'un circuit selon l'invention. L'invention s'applique à tous les types d'oscillateurs commandables en tension. Ainsi, l'oscillateur peut être du type Colpitts, Clapp, Pierce, Wien, à circuit intégré, à transistors. L'étage d'adaptation peut comprendre un amplificateur opérationnel ou un pont diviseur ou un générateur de courant ou un générateur de tension ou un étage à transistor ou un opto-coupleur. Selon la Figure 1, un étage d'adaptation 1 reçoit en entrée la tension de commande U et délivre une tension intermédiaire de c commande U. à l'oscillateur 2. La fréquence de sortie f de l'oscillateur est fonction de la tension intermédiaire Ui, laquelle est une adaptation de la tension de commande U aux caractéristiques c de l'oscillateur. Dans l'exemple d'application illustré par la Figure 2, l'oscillateur 2 est du type Colpitts. Il comprend un transistor T, une résistance de collecteur Rl, une résistance d'émetteur R2, un pont de polarisation de base constitué par les résistances R3 et R4, des condensateurs Cl et C2 situés respectivement entre la base et l'émetteur et entre l'émetteur et la masse, un quartz Q, une self L, une diode varicap D reliée à la masse par un circuit parallèle comprenant la résistance R5 et le condensateur C3. Le signal de sortie, de fréquence f, est disponible par l'intermédiaire du condensateur C4. L'étage d'adaptation 1 comprend, dans cet exemple de réalisation, un amplificateur opérationnel A monté classiquement avec des résistances R6 et R7 sur ses entrées et une résistance R8 entre l'une de ses entrées et sa sortie qui est reliée à l'oscillateur par la résistance Rg pour fournir sur la cathode de la diode varicap D la tension intermédiaire de commande Ui. L'extrémité libre de la résistance R6 sera reliée à la tension continue de commande U . Une c résistance R10 relie le point P, correspondant à l'extrémité libre de R7, à l'alimentation du circuit +V. Le calage de la fréquence nominale de l'oscillateur se fait de la façon suivante. On dispose d'une tension de commande U pouvant varier c dans une certaine plage (par exemple entre 1 volt et 4 volts). On fixe alors la tension de commande au milieu de la plage (2,5 volts pour l'exemple choisi). Entre le point P et la masse, on vient brancher un générateur de tension continue variable E. On mesure la valeur de la fréquence f en sortie de l'oscillateur et on règle la tension continue imposée entre le point P et la masse jusqu'à l'obtention de la fréquence nominale désirée. Une fois connue la tension qui doit exister entre le point P et la masse pour avoir la fréquence nominale, on calcule quelle est la valeur à donner à la résistance R11 que l'on viendra brancher entre le point P et la masse une fois le générateur E retiré. Les résistances de l'étage d'adaptation 2 sont choisies de façon que pour le calcul de R11 n'intervient que la tension V et la résistance Rlo. Ceci est possible si les résistances R7 et R8 sont suffisamment grandes par rapport à R10 et Roll. On obtiendra un calage précis de la fréquence nominale en utilisant des résistances de précision à l % près par exemple. En fait, Rlo est fixée une fois pour toutes sur tous les circuits. Ce n'est que R11 qui variera d'un circuit à l'autre. De cette manière, l'oscillateur délivre un signal calé à la fréquence nominale pour une tension de commande située exactement au milieu de la plage de variation de tension. Il est alors possible d'obtenir la même excursion de fréquence en faisant varier la tension de commande de part et d'autre de cette tension de calage. Dans le cadre d'une fabrication industrielle, on définira quelle valeur doit avoir le gain de la partie amplificatrice de l'étage d'adaptation ainsi que la valeur de la résistance R10 pour que, en fonction de l'oscillateur et de la tension de commande désirée, le calage de la fréquence nominale et l'asservissement en fréquence puissent s'effectuer sans problème. Ceci est un simple problème de mise au point en laboratoire. L'invention permet d'obtenir des circuits possédant une meilleure fiabilité que les circuits incorporant des composants variables tels que les potentiomètres qui se dérèglent avec le temps et qui coûtent chers. L'invention permet aussi une automatisation plus poussée que pour les circuits de l'art antérieur. En effet, les opérations de branchement du générateur E, de réglage de la tension que doit délivrer ce générateur pour avoir la fréquence nominale, de calcul de la résistance Rll peuvent se faire de manière automatisée. L'opérateur n'a plus qu a insérer la résistance déterminée par le calcul. A titre d'exemple, les composants de l'oscillateur peuvent avoir les valeurs suivantes R1 = R2 = 680 St ; R3 =12 kn; R4 = 5,1 k #; C1 = 330 pF; C2 = 220 pF ; L = 2,2 R5 = 10 kfl; C3 représente deux condensateurs en parallèle de 120 pF et 22 pF; C4 = 100 nF. Les composants de l'étage d'adaptation peuvent avoir les valeurs suivantes R7 = Rg = 100 k#; R8 = 150 k # ; R6 = 10 kn; R10 = 4,53 k Q - L'étage d'adaptation, selon le type choisi, offre la possibilité de dimensionner la plage de réglage (large ou étroite) en accord avec les tensions de commande disponibles. Le coefficient de sensibilité peut être défini à volonté, élevé ou faible, par exemple en Hz/mV ou en Hz/V. Revendications 1 - Circuit électrique comprenant un oscillateur (2) commandé en tension, l'oscillateur devant avoir une fréquence nominale d'oscillation imposée par une tension de commande et la fréquence d'oscillation pouvant varier autour de cette fréquence nominale en fonction d'une variation de la tension de commande, le circuit étant caractérisé en ce qu'il comprend également un étage d'adaptation (1) recevant sur son entrée ladite tension de commande (Uc) et délivrant à l'oscillateur une tension intermédiaire de commande (Ui), l'étage d'adaptation disposant de moyens d'ajustage de la tension intermédiaire permettant d'obtenir la fréquence nominale pour une valeur de tension de commande imposée. 2 - Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étage d'adaptation (1) comprend un amplificateur opérationnel ou un pont diviseur ou un générateur de courant ou un générateur de tension ou un étage d'adaptation à transistor ou un optocoupleur, l'étage d'adaptation recevant sur une première entrée la tension de commande (Uc) et sur une deuxième entrée une tension ajustable, la tension de sortie de l'amplificateur opérationnel constituant la tension intermédiaire de commande (U.). 3 - Circuit électrique selon la revendication 2, caractérisé en ce que la tension ajustable est fournie par un pont à résistances (Rlo, R11). 4 - Procédé de calage de la fréquence nominale de l'oscillateur du circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que - on impose à l'entrée de l'étage d'adaptation (1) la tension de commande à laquelle on veut faire correspondre la fréquence nominale, - on agit sur les moyens d'ajustage pour rendre la tension intermédiaire telle que l'oscillateur (2) oscille à la fréquence nominale. 5 - Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens d'ajustage comprennent le branchement d'un générateur de tension continue variable (E). 6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens d'ajustage comprennent le remplacement dudit générateur (E) par un pont de résistances (R10, R11) branché sur une alimentation continue et fournissant une tension égale à celle fournie par la tension dudit générateur pour la fréquence nominale d'oscillation.