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Synthetiseur RF Marconi 10kHz 1GHz 022
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L'application la plus importante des générateurs est la fonction d’accord de fréquence des émetteurs-récepteurs de radio dont font partie les téléphones portables. La grande majorité des appareils radio fonctionnent selon le principe du super-hétérodyne où un oscillateur local (de battements) détermine leur fréquence de réception et émission. Les qualités les plus importantes des oscillateurs sont la précision de fréquence, la stabilité à court terme (bruit de phase) et la stabilité à long terme.
Le montage électronique de référence actuel est un oscillateur libre du type VCO avec accord par diode varicap et circuit oscillant à ligne ou avec self d'accord.
La fréquence et la phase de cet oscillateur après des séries de divisions à des taux ajustables sont comparés en permanence à une référence de fréquence à quartz qui lui apporte la stabilité de fréquence. C'est le principe de la boucle à verrouillage de phase universellement employé depuis les années 1970.
Par ce procédé, on transpose pour n’importe quelle fréquence du VCO la qualité de stabilité de la référence.
Auparavant, on a utilisé des générateurs s'accrochant sur des harmoniques ou des sous-harmoniques d’une référence. La base de temps synchronisée d'un oscilloscope est le type même de l'oscillateur à relaxation synchronisé sur une sous-harmonique.
Les oscillateurs se retrouvent dans les domaines mécaniques, acoustiques, moléculaires et électriques.
Il faut disposer au départ d’un résonateur : dispositif ayant une fréquence propre d’oscillation la plus stable possible en fonction de la température, du vieillissement, de l’amplitude des oscillations (Isochronisme), et ayant le moins de pertes possible :
L’oscillateur mécanique de référence est le pendule libre dont la stabilité relative peut atteindre 10^-8, meilleure que la période de rotation de la terre. Pour les pendules astronomiques, on a su réaliser dans les années 1930 un pendule libre oscillant dans le vide qui perdait 50 % de son amplitude initiale qu’au bout de 3 jours. Coefficient de surtension = Q > 100 000. Q d’un bon quartz > 10^6.
L’oscillateur acoustique de référence est le tuyau d’orgue dont la longueur détermine la hauteur du son.
L’oscillateur moléculaire de référence est le laser à Hélium-Néon He-Ne avec sa cavité optique.
L’oscillateur électrique de référence est le circuit L-C oscillateur.
Il faut ensuite fournir de l’énergie pour démarrer l’oscillation et l’entretenir avec une exacte synchronisation entre les impulsions énergétiques d’entretien des oscillations et les oscillations. C’est l’horlogerie et ses pendules qui a permis de mettre en évidence les concepts de l’oscillateur.
Pour le pendule, c’est l’échappement mu par un poids qui entretient les oscillations,
pour la balançoire c’est la poussette,
pour le tuyau d’orgue, c’est la pression d’air apportée par la soufflerie,
pour le laser He-Ne c’est l’excitation des molécules par des décharges électrique,
pour les oscillateurs L-C ce sont les transistors amplificateurs alimentés par une batterie.
Il existe des oscillateurs plus subtils comme les oscillateurs paramétriques où l’entretien des oscillations se fait en faisant varier cycliquement un des paramètres de l’oscillateur.
L’enfant qui se dresse debout puis s’assied sur la balançoire en synchronisme avec ses oscillations fait varier le centre de gravité et donc la longueur du pendule qui est le paramètre qui détermine la période ; c’est un oscillateur paramétrique.
Le montage électronique de référence actuel est un oscillateur libre du type VCO avec accord par diode varicap et circuit oscillant à ligne ou avec self d'accord.
La fréquence et la phase de cet oscillateur après des séries de divisions à des taux ajustables sont comparés en permanence à une référence de fréquence à quartz qui lui apporte la stabilité de fréquence. C'est le principe de la boucle à verrouillage de phase universellement employé depuis les années 1970.
Par ce procédé, on transpose pour n’importe quelle fréquence du VCO la qualité de stabilité de la référence.
Auparavant, on a utilisé des générateurs s'accrochant sur des harmoniques ou des sous-harmoniques d’une référence. La base de temps synchronisée d'un oscilloscope est le type même de l'oscillateur à relaxation synchronisé sur une sous-harmonique.
Les oscillateurs se retrouvent dans les domaines mécaniques, acoustiques, moléculaires et électriques.
Il faut disposer au départ d’un résonateur : dispositif ayant une fréquence propre d’oscillation la plus stable possible en fonction de la température, du vieillissement, de l’amplitude des oscillations (Isochronisme), et ayant le moins de pertes possible :
L’oscillateur mécanique de référence est le pendule libre dont la stabilité relative peut atteindre 10^-8, meilleure que la période de rotation de la terre. Pour les pendules astronomiques, on a su réaliser dans les années 1930 un pendule libre oscillant dans le vide qui perdait 50 % de son amplitude initiale qu’au bout de 3 jours. Coefficient de surtension = Q > 100 000. Q d’un bon quartz > 10^6.
L’oscillateur acoustique de référence est le tuyau d’orgue dont la longueur détermine la hauteur du son.
L’oscillateur moléculaire de référence est le laser à Hélium-Néon He-Ne avec sa cavité optique.
L’oscillateur électrique de référence est le circuit L-C oscillateur.
Il faut ensuite fournir de l’énergie pour démarrer l’oscillation et l’entretenir avec une exacte synchronisation entre les impulsions énergétiques d’entretien des oscillations et les oscillations. C’est l’horlogerie et ses pendules qui a permis de mettre en évidence les concepts de l’oscillateur.
Pour le pendule, c’est l’échappement mu par un poids qui entretient les oscillations,
pour la balançoire c’est la poussette,
pour le tuyau d’orgue, c’est la pression d’air apportée par la soufflerie,
pour le laser He-Ne c’est l’excitation des molécules par des décharges électrique,
pour les oscillateurs L-C ce sont les transistors amplificateurs alimentés par une batterie.
Il existe des oscillateurs plus subtils comme les oscillateurs paramétriques où l’entretien des oscillations se fait en faisant varier cycliquement un des paramètres de l’oscillateur.
L’enfant qui se dresse debout puis s’assied sur la balançoire en synchronisme avec ses oscillations fait varier le centre de gravité et donc la longueur du pendule qui est le paramètre qui détermine la période ; c’est un oscillateur paramétrique.