AUTOMATIC TUNING APPARATUS FOR A RESONATOR AND ITS APPLICATION WITHIN A SYNTHESIZER

Abstract: 1. Device for tuning a resonator (1) associated with a variable frequency oscillator, comprising a first device (2) and a second device (23, 12, 13, 14) for controlling the tuning frequency, the second being a mechanical device ; a device (7) for converting the oscillator frequency, comprising at least one divider having a variable divisor ; a control device (10) supplying a signal representative of the divisor to one input of the converter device (7) ; a phase comparator (3) receiving an alternating reference signal and a signal supplied by the oscillator frequency converter device (7) and supplying a slaving signal ; a low-pass filter (4) filtering this slaving signal and restituting a signal of the value Va , the first control device (2) continuously acting in dependence on this signal regardless whether the value Va is above or equal to a limit V1 and below or equal to a limit V4 , V4 exceeding V1 ; characterized in that the second control device (23, 12, 13, 14) is active if the value Va reaches the limit V1 , or the limit V4 , to restore the value Va to a value V2 strictly exceeding V1 , and to a value V3 strictly below V4 , respectively.

Description: DISPOSITIF D'ACCORD AUTOMATIQUE D'UN RESONATEUR ET SYNTHETISEUR UTILISANT UN TEL DISPOSITIF La présente invention concerne les dispositifs raccord d'un resonateur, en particulier, ceux qui é- quipent les oscillateurs commandés électroniquement en fréquence, utilisés dans les générateurs de fréquence variable par pas comportant essentiellement un diviseur de fréquence, à nombre diviseur variable, et un comparateur recevant le signal de sortie du diviseur et une fréquence de référence constituant le pas de ces générateurs, qui seront appelés dans ce qui suit synthétiseurs à boucle d'asservissement. Les qualités essentiellement exigées de ces synthétiseurs sont une grande pureté spectrale, une grande résolution et une large bande d'accord. Elles sont obtenues en associant à l'élément électronique faiblement couplé, un accord mécanique qui peut être un plongeur diélectrique d'enfoncement variable dans une cavité résonnante, ou une ligne coaxiale de longueur réglage. Ce procédé ne permet de réaliser que des oscillateurs à fréquence fixe verrouillés en phase et n'est pas automatique, a fortiori il ne peut etre télécommandable. La présente invention a pour objet de rémédier à ces inconvénients à l'aide de moyens simples. Selon l'invention, un dispositif d'accord d'un résonateur constitué d'une cavité munie d'un plongeur diélectrique de longueur de pénétration réglable et associé à un oscillateur à fréquence électroniquement variable, comportant : un premier dispositif d'accord commandé par un signal électrique d'asservissement, fourni à travers un filtre passe-bas par un comparateur recevant un signal alternatif de référence et un signal issu de l'oscillateur à travers un dispositif transformateur de la fréquence de l'oscillateur comprenant au moins un diviseur à nombre diviseur variable ; un dispositif de commande manuel fournissant à l'entrée du diviseur le signal représentatif du nombre diviseur un deuxième dispositif d'accord comprenant un moteur électrique mécaniquement couplé au plongeur, dont le sens de rotation est fonction du signe de la tension continue appliquée à ses bornes ; et un circuit d'ali- mentation de ce moteur5 est caractérisé en ce que le deuxième dispositif d'accord comporte en outre, un convertisseur analogique numérique comprenant des moyens de comparaison de la tension du signal d'asservissement par rapport à des tensions de référence suivis d'un circuit logique permettant de générer des signaux de commande A, B et C du circuit d'alimentation du moteur électrique, de manière que les variations du déplacement du plongeur provoquent des variations d'accord de meme sens qJc celles provoquées par le signal d'asservissement sur le premier dispositif d'accord. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des schémas s'y rapportant sur lesquels - la figure 1 est un schéma de principe d'un dispositif d'accord selon l'invention, appliqué à un synthétiseur - les figures 2 et 3 sont des modes de réalisation d'organes de la figure 1. Sur la figure 1, un oscillateur à contrôle électronique de la fréquence est représenté par une cavité résonnante 1 comportant une diode 2, dont la capacité est variable en fonction d'une tension V fournie par a un comparateur de phase 3 à travers un filtre passe bas 4. I1 est prélevé par une sortie 5 l'énergie pour alimener une borne de sortie 6 reliée également à un diviseur 7 à coefficient de division variable. Le diviseur 7 alimente une première entrée du comparateur 3 dont une seconde entrée reçoit le signal de sortie d'un oscillateur de référence 9. Le diviseur 7 a une entrée de commande B alimentée par un organe de codage 10 de la fréquence désirée : roues codeuses, dans le cas d'une commande manuelle, "bus" d'assignation numérique dans le cas d'une télécommande par calculateur. Un convertisseur analogiquenumérique 12 dont l'entrée est reliée à la sortie 11 du filtre de boucle 4 reçoit la tension d'asservissement V et délivre res a pectivement à ses sorties 15, 16 et 17 des signaux binaires A, B et C commandant un circuit d'alimentation 13 d'un moteur électrique 14, couplé mécaniquement à un plongeur diélectrique 23 d'enfoncement variable dans la cavité par l'intermédiaire d'un dispositif de transformation rotatif/linéaire classique composé d'une roue et d'une crémaillère. De cette manière, il est possible de réduire la plage d'accord électronique de la cavité 1, à condition que le sens de rotation du moteur soit tel que tout accroissement tV de la tension V provoque un déplacement du plongeur diélectrique 23 dans un sens tel que la variation d'accord correspondante ait le même signe que celle provoquée par tV . Ainsi l'impact de la diode 2 sur la surtension de la cavité se trouve diminué. Il en résultera une amélioration de la pureté spectrale de 1' oscillateur. La figure suivante montre un exemple de réalisation du convertisseur analogique numérique 12. Sur la figure 2, des comparateurs 18, 19, 20, 21 et 22 reçoivent sur une première entre le signal d'asservissement V , et respectivement sur une deuxième a entrée des tensions continues 4V, 6V, 3.', 10V, 7V. Ils délivrent sur leur sortie des niveaux logiques tels que l'état 1 est obtenu respectivement pour Va4V Va6V V (BV, V(IOV, V > 7V, et l'état 0 dans le cas con- traire. Une porte ET, 25, reçoit sur une de ses deux entrées, la sortie du comparateur 19, sur l'autre entrée la sortie du comparateur 20, et fournit sur sa sortie 15 un niveau logique 1 pour V comprise entre 6V et 8V. Une a deuxième porte ET, 24, reçoit sur une de ses deux entrées, 7a sortie du comparateur 18 et sur ltautre entrée la sortie du comparateur 21, l'état logique 1 étant cette fois-ci obtenu sur sa sortie 16 pour V comprise a entre 4V et 10V. La sortie du comparateur 22 est reliée directement à la borne 17. La zone de valeurs comprises entre 4V et 10V correspond à une plage préférentielle de la valeur de la tension d'asservissement permettant de s'affranchir largement des zones de déchets d'un amplificateur opérationnel contenu dans le filtre passe bas 4, supposé entre dans cet exemple un filtre actif classique. La figure suivante représente un exemple de réalisation du circuit d'alimentation 13 du moteur électrique 14. Sur la figure 3, un commutateur I3 relie une extrémité du moteur électrique 14, soit à la borne négative d'une alimentation E1, soit à la borne positive d'une alimentation E2. La borne positive de l'alimentation E1 commune à la borne négative de l'alimentation E2 est reliée à l'autre extrémité du moteur par l'intermédiaire d'un interrupteur I1. La sortie 15 est reliée à l'anode d'une diode 26. La cathode de cette diode 26 est reliée à la masse par l'intermédiaire d'une bobine b1, et à la cathode d'une diode 27 par l'intermédiaire d'un in terrupteur I2. 2 L'anode de cette diode 27 est reliée à la sortie 16. Une bobine b2 reçoit sur l'une de ses extrémités le signal C de la sortie 17, et sur l'autre la masse. Les deux interrupteurs I1, I2 et la bobine b1 forment un premier relais double R1, lorsque le signal dans la bobine b1 est nul, li est fermé et I2 est ouvert. Le commutateur 13 et la bobine b2 forment un deuxième relais R2. Un changement de l'état logique du si gnal C dans la bobine b2 commande la commutation de I Le fonctionnement détaillé du dispositif d'accord du résonateur est le suivant: Après la mise sous tension du système et l'affichage de la fréquence désirée à l'aide de l'organe de codage, le filtre de boucle dé livre une tension d'asservissement V . Deux cas diffé a rents peuvent se présenter. Premier cas, la fréquence assignée est proche de celle qui est donnée par la bor ne 6 de sortie du résonateur, V est comprise entre 6V a et 8V, le verrouillage en phase s'effectue, la sortie 1 5 est au niveau logique 1, le relais R1 est activé ce qui ouvre le circuit d'alimentation du moteur 14. Deu xième cas, V inférieure à 6V ou supérieure à 6V, le a signal A de la sortie 15 est au niveau logique 0, le relais R1 est au repos, le moteur 14 agit sur le plon geur diélectrique. Dès que la valeur de V aura attein a te 6V ou 6V, le relais R1 sera activé, l'interrupteur I1 coupera l'alimentation du moteur 14, l'interrupteur I2 se fermera. Le signal D de la sortie 16 étant à la valeur logique 1, le relais R1 restera activé tant que V sera comprise entre 4V et 10V. L'interrupteur I2 et a 2 la bobine b1 ont une fonction de mémoire qui permet d'éviter un état instable, en l'absence de l'interrup- teur I2 le moteur 14 aurait tendance à être réalimenté. Le relais R2 permet d'inverser la polarité de l'alimentation du moteur 14 afin d'agir dans un sens qui permet d'approcher la fréquence désirée selon que V est supérieure ou inférieure à 7V. a La tension d'asservissement V peut évoluer entre 4V et 10V, sans que le dispositif d'accord automatique intervienne, soit sous l'effet de l'influence de la température sur la cavité, soit lorsque l'on effectue des incréments de fréquences suffisamment faibles à l'aide de ltorgane de codage pour ne pas sortir de la plage de l'asservissement de 4V à 10V. Un tel dispositif permet lors d'un changement de fréquence assignée de se recaler automatiquement sur la zone de fonctionnement utile. Et surtout il permet d'obtenir une haute pureté spectrale dans une grande bande de fréquence, et un verrouillage garanti quelles que soient: les dérives de la cavité, ce qui n'est pas vrai dans le cas d'un prépositionnement manuel. L'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté, en particulier le dispositif est susceptible de variantes. Il est à noter que le circuit d'alimentation du moteur et donc les moyens de commande de ce circuit peuvent varier suivant le type de moteur utilisé. D'autre part, dans le mode de réalisation décrit, cinq valeurs particulières de tension de référence des comparateurs 16, 1 CI, 20, 21 et 22 ont été choisies, mais il est à la portée de l'homme de l'art de réaliser la structure avec des valeurs différentes.

Claims: REVENDICATIONS 1. Dispositif d'accord d'un résonateur constitué d'une cavité munie d'un plongeur diélectrique de longueur de pénétration réglable et associé à un oscillateur à fréquence électroniquement variable, comportant un premier dispositif d'accord commandé par un signal électrique d'asservissement, fourni à travers un filtre passe-bas par un comparateur recevant un signal alternatif de référence et un signal issu de l'oscilla- teur a travers un dispositif transformateur de la fréquence de l'oscillateur comprenant au moins un diviseur à nombre diviseur variable ; un dispositif de commande manuel fournissant à l'entrée du diviseur le signal représentatif du nombre diviseur ; un deuxième dispositif d'accord comprenant un moteur électrique mécaniquement couplé au plongeur, dont le sens de rotation est fonction du signe de la tension continue appliquée à ses bornes ; et un circuit d'alimentation de ce moteur, caractérisé en ce que le deuxième dispositif d'accord comporte en outre, un convertisseur analogique numérique comprenant des moyens de comparaison de la tension du signal d'asservissement par rapport à des tensions de référence suivis d'un circuit logique permettant de générer des signaux de commande A, B et C du circuit d'alimentation du moteur électrique, de manière que les variations du déplacement du plongeur provoquent des variations d'accord de même sens que celles provoquées par le signal d'asservissement sur le premier dispositif d'accord. 2. Dispositif d'accord selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de comparaison comportent cinq comparateurs permettant de comparer la tension du signal d'asservissement par rapport à des V4+V1 I tensions de référence V1, V2, V3, V4, -2 U qui sont choisies telles que V1 < V2 < --z-4 < V3 < V4, les valeurs comprises entre V1 et V4 correspondant à une zone préférentielle de valeurs de la tension du signal d'asservissement à la sortie du filtre passe bas, et en ce que le circuit logique est couplé aux sorties des comparateurs de façon que les signaux de commande A, 13 et C soient seulement de niveau logique 1 respectivement pour une valeur de la tension du signal d'asservissement comprise entre V2 et V3, entre V1 et V4, et supérieure à 1 4, 2 3. Dispositif d'accord selon la revendication 2, caractérisé en ce que le circuit d'alimentation du moteur électrique comporte un commutateur commandé par le signal de commande C et reliant la première extrémité du moteur, soit à une première borne d'une alimentation E1, soit à une première borne d'une alimentation E2, E1 et E2 fournissant une tension d'alimentation de valeur identique, mais de polarité inverse, la deuxième borne des alimentations E1 et E2 étant commune et reliée à la deuxième extrémité du moteur par l'intermédiaire d'un premier interrupteur qui est fermé en position repos, et en ce qu'il comporte des moyens de commande de l'interrupteur à partir des signaux de commande A et B. 4. Dispositif d'accord selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de commande comportent une première diode dont l'anode est reliée à la sortie du circuit logique délivrant le signal A et dont la cathode est couplée,par l'intermédiaire d'up deuxième interrupteur qui est ouvert en position repos, à la cathode d'une deuxième diode à l'anode de laquelle est reliée la sortie du circuit logique déli vrant le signal B, le signal obtenu à la cathode de la première diode commandant simultanément les premier et deuxième interrupteurs. 5. Synthétiseur de fréquence à boucle d'asservissement caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'accord selon l'une des revendications 1 à 4.

Inventors: HAUTBOUT, JEAN-MARIE, PARNIERE, ALAIN
Applicants: THOMSON-CSF
Application year: 1979
Main classification: H03J5
IPC codes: H03J5, H03L7