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Montage comportant un oscillateur à cristal.
L'invention concerne un montage comportant un oscillateur à cristal. Ces montages sont utilisés, par exemple, en téléphonie par courants porteurs, où les fréquences des courants porteurs pour les di.verses voies peuvent être prélevées, par division ou multiplication de fréquence, d'un oscillateur à cristal.
Pour satisfaire aux conditions imposées à l'intelli- gibilité du signal transmis, il est indispensable que les fréquences des courants porteurs soient rigoureusement égales du côté émission et du côté réception. Pour la transmission de la musique les conditions imposées sont plus sévères encore que pour la transmission de la parole.
Il va de soi que, dans le cas de très haute fréquences de courants porteurs, comme celles utilisées pour latransmission par
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câbles coaxiaux, la variation relative de fréquence admissible
6 est très petite; elle peut être de l'ordre de grandeur de 10- .
Pour que les fréquences des courants porteurs en- gendrées tant du côté émission que du côté réception, satisfassent à ces conditions, il est indispensable de procéder d'une manière ri- goureuse pour la taille des cristaux des oscillateurs, leur mon- tage et leur protection contre d'éventuelles variations de tempé- rature à l'aide de thermostats et de dispositifs analogues, ce qui entraine des fràis élevés.
Le montage conforme à l'invention obvie à ces incon- vénients et présente la particularité qu'on applique à la grille de commande du tube à décharge inséré dans l'oscillateur une tension alternative de synchronisation, par l'intermédiaire d'un circuit qui comporte le cristal.
Le montage conforme à l'invention permet d'utiliser, par exemple dans un système de téléphonie par courants porteurs, tant du côté émission que du côté réception, des oscillateurs à cristal devant satisfaire à des conditions moins sévères, puis- qu'ils sont synchronisés, tant du côté émission que du côté récep- tion, à l'aide d'une tension de synchronisation transmise.
Si cette tension de synchronisation était supprimée pendant un certain temps, on obtiendrait, malgré tout, grâce à l'emploi de l'oscillateur à cristal, une possibilité de trans- mission satisfaisant à des conditions raisonnables.
Même lorsqu'on utilise des oscillateurs à cristal tels que la variation de fréquence relative est suffisamment petite aux conditions les plus sévères à imposer, on peut avantageusement utiliser le montage conforme à l'invention, car ce montage signale, de manière particulièrement simple, d'anormales déviations de fréquence.
@ La description du dessin annexé, donné à titre d'exemple
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non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée, les particularités qui ressortent tant du texte que du dessin faisant, bien entendu, partie de l'invention'
L'oscillateur à cristal montré sur la fig. 1 comporte un tube à décharge 1, alimenté par l'intermédiaire d'un bobine de self , qui constitue une impédance élevée pour la fréquence de l'oscillateur et empêche la circulation de courant alternatif dans la batterie de tension d'alimentation.
Le tube est shunté par deux circuits qui comportent, respectivement, le montage en série du cristal 3 et de la capacité 4, et le montage en série de la capacité 6 et delà source de tension de synchronisation 6. De la capacité se prélève une tension pour le circuit de la grille de commande du tube 1.
Dans ce montage, la tension de synchronisation est donc appliquée à la grille de commande par l'intermédiaire du cristal 3. Ceci est particulièrement important dans les systèmes de téléphonie par courants porteurs, car lors de la transmission de la tension de synchronisation, il peut s'introduire des tensions d'autres fréquences qui sont alors filtréespar le cristal et qui n'agissent donc pas sur la grille de commande du tube 1.
En outre, la tension de synchronisation nécessaire pour synchroniser l'oscillateur dans une gamme de fréquences déterminées, est indépendante de l'amortissement du cristal, Ceci est particulièrement important pour la fabrication de cristaux car les cristaux peuvent avoir un amortissement très divergent.
Si le facteur de qualité Q du cristal est grand, le cristal transmet mieux la tension de synchronisation dont la fréouence, est dans la mesure du possible, choisie égale à la fréouence propre de l'oscillateur, de sorte qu'on obtient à la grille de commande du tube 1 une plus grande force electrô-
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motrice de synchronisation.
En outre,, -il y lieu de noter que, pour ne pas af- fecter la stabilité de l'oscillateur, la résistance interne de le source de tension de synchronisation 6 doit être petite par rapport à la résistance équivalente du cristal.
La fig. 2 montre une autre forme d'exécution du -non- tage conforme à l'invention, dans laquelle, dès au'une différence réglable entre la fréquence propre de l'oscillateur à cristal et la fréquence de la tension de synchronisation est dépassée, le circuit de cette tension de synchronisation est interrompu et un dispositif d'alerte est mis en circuit.
Dans ce montage, la tension de synchronisation est appliquée aux bornes d'entrée 7 et 8 de l'enroulement primaire d'un transformateur dont l'enroulement secondaire est inséré dans le circuit de la grille de commande du tube à décharge 9.
De l'enroulement lU du transformateur inséré dansle circuit de sortie du tube se prélève une tension qui est appliqué, le commutateur S1 occupant la position , à la résistance 11 dû montage oscillateur.
Ce montage oscillateur,dont le fonctionnement cor- respond celui du montage représenté sur la fig. 1,comporte un tube à décharge 12 et une capacité 13, qui est montée en série avec la résistance 11 dans le circuit cathodique; ce mon- tage en série est shunté par un circuit comportant le montage en série d'une capacité 14 et du cristal 15. La tension obtenue aux bornes de la capcité 14 est appliquée à la grille de com- mande du tube 12.
La charge de l'oscillateur est constituée par une ré- sistance 16 qui est couplée, par l'intermédiaire du transforma- teur 17, au circuit anodique du tube 12. De ce fait, une variation de la charge p'affecte pratiquement pas la fréquence de l'oscil- lateur.
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L'enroulement primaire du transformateur 17 est shunté par un tubeà décharge à lueur 18 pour limiter la tension de sortie, de sorte que le tube 12 ne peut être modulé dans la gamme de faibles résistances internes.
Si l'oscillateur est synchronisée le déphasage entre la tension de synchronisât] on V1, obtenue aux bornes de la ré- sistance 11, et la tension de sortie V2, obtenue aux bornes dé la résistance 16, est fonction de la différence entre la fréquence de la tension de synchronisation et la fréquence propre de l'oscillateur.
Si l'on désigne par 501, la différence de phase obtenue à la fréquence maximum a synchroniser de l'oscillateur, et par 2 celle obtenue à la frequence minimum à syn-
EMI5.1
c17.¯roni ser, l - < 2 = 18üo'
Tant de l'enroulement 20 du transformateur de sortie du tube à décharge 9 que de l'enroulement 21 du transformateur de sortiedu tube 17, se prélèvent des tensions qui sont appli- quées à un montage modulateur circulaire dont il sera question par la suite et ce d'une manière telle que la tension de sortie de ce modulateur annulaire, obtenue aux bornes de la résistance 22, dépende du décalage entre les deux tensions appliquées.
Il y a lieu de noter que la tension obtenue aux bornes de l'enrou- lement 20 est appliquée au modulateur annulaire par l'intermédiai- re d'un réseau déphaseur 23, ce qui permet de régler le dé- phasage entre les tensions appliquées et partant la tension de sortie aux bornes de la. résistance 22.
Ce réseau déphaseur est réglé de manière que,dès qu'une différence déterminée entre la fréquence de la tension de syn- chronisation et celle de l'oscillateur, ce qui correspond à un déphasage déterminé entre les tensions V1 et V2, déphasage qui correspond à son tour à un déphasage déterminé entre les ten- sions obtenues aux bornes des enroulements 20 et 21, se trouve @
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dépassée, la tension aux bornes de la résistance 22 atteint, une valeur telle que le tube à décharge 24 devient conducteur. Ceci provoque l'excitation du relais Re 2 inséré dans le circuit anodique de ce tube et la fermeture du contact 25. Ce contact branche alors l'installation d'alerte, dans ce cas une lampe 26, sur une batterie.
En même temps le'relais Re2 amène l'interrupteur S2 dans la position 1, dans laquelle on obtient aux bornes de la résistance 29 une tension négative dans le circuit de la grille de commande du tube 9, ce qui provoque le blocage du tube 9.
Le relais Rel, inséré dans le circuit anodique du tube 9, permet en même temps d'amener le commutateur S1 dans la position 1, de sorte que, lorsque le tube 9 redevient conducteur, la tension de sortie de ce tube n'est pas appliquée au montage oscillateur, mais à une résistance 28.
L'oscillateur à cristal oscille alors librement, de façon à empêcher qu'après le décrochage de l'oscillateur à crostal, la tension de sortie comporte des battements provoqués par latension de synchronisation encore existante.
Pour resynchroniser l'oscillateur, le commutateur S2 est ramené dans la position 2, ce qui provoque le déblocage du tube 9, mais cette fois la résistance 28 sert de résistance de charge. L'oscillateur oscille donc encore librement. La lampe 26 brûle alors périodiquement à un rythme dont la période est déterminée par la différence entre la fréquence de la tension de synchronisation et celle de l'oscillateur. On règle alors l'oscillateur à l'aide d'une impédance variable 29, montée en série avec le cristal, jusqu'à ce que les deux fréquences soient égales ; on ramène alors l'interrupteur S1 dans la position 2 et l'oscillateur est de nouveau synchronisé.
La modulation annulaire consiste ici en un double montage push-pull redresseur, le sens de passage des redres-
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seurs de l'un des montages push-pull étant opposé à celui des redresseurs de l'autre montage. La tension obtenue aux bornes de l'enroulement 21 est appliquée à l'enrouler.cent primaire du transformateur 30, tandis que la tension obtenue aux bornes de l'enroulement 20 est appliquée, par l'intermédiaire du réseau déphaseur 23, entre les centres électriques de chacun des deux montages push-pull. De ce fait, cette dernière tension inverse périodiquement la polarité de l'autre tension et la direction et la grandeur de la tension redressée sont variables avec le déphasage entre les deux tensions àppliquées.
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Assembly comprising a crystal oscillator.
The invention relates to an assembly comprising a crystal oscillator. These arrangements are used, for example, in power line telephony, where the frequencies of the power lines for the various channels can be taken, by frequency division or multiplication, from a crystal oscillator.
In order to meet the conditions imposed on the intelligibility of the transmitted signal, it is essential that the frequencies of the carrier currents be strictly equal on the transmission side and on the reception side. For the transmission of music the conditions imposed are even more severe than for the transmission of speech.
It goes without saying that, in the case of very high frequencies of carrier currents, such as those used for transmission by
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coaxial cables, the relative variation in permissible frequency
6 is very small; it can be of the order of magnitude of 10-.
In order for the frequencies of the carrier currents generated both on the transmission side and on the reception side to satisfy these conditions, it is essential to proceed in a rigorous manner for the size of the crystals of the oscillators, their mounting and their setting. protection against possible temperature variations by means of thermostats and similar devices, which leads to high temperatures.
The assembly according to the invention obviates these drawbacks and has the peculiarity that an alternating synchronization voltage is applied to the control grid of the discharge tube inserted in the oscillator, via a circuit which features crystal.
The assembly according to the invention makes it possible to use, for example in a power line telephony system, both on the transmission side and on the reception side, crystal oscillators having to satisfy less severe conditions, since they are synchronized on both the transmit and receive sides by means of a transmitted synchronization voltage.
If this synchronization voltage were removed for a certain time, in spite of everything, thanks to the use of the crystal oscillator, a transmission possibility which satisfies reasonable conditions would be obtained.
Even when using crystal oscillators such that the relative frequency variation is sufficiently small under the most severe conditions to be imposed, the assembly according to the invention can advantageously be used, because this assembly signals, in a particularly simple manner, d 'abnormal frequency deviations.
@ Description of the attached drawing, given by way of example
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non-limiting, will make it clear how the invention can be implemented, the particularities which emerge both from the text and from the drawing, of course forming part of the invention.
The crystal oscillator shown in fig. 1 comprises a discharge tube 1, supplied via a choke coil, which constitutes a high impedance for the frequency of the oscillator and prevents the flow of alternating current in the supply voltage battery.
The tube is shunted by two circuits which comprise, respectively, the series connection of crystal 3 and of the capacitor 4, and the series connection of the capacitor 6 and the synchronization voltage source 6. From the capacitor is taken a voltage for the tube control grid circuit 1.
In this assembly, the synchronization voltage is therefore applied to the control gate via crystal 3. This is particularly important in power line telephony systems, because during the transmission of the synchronization voltage, it can introduce voltages of other frequencies which are then filtered by the crystal and which therefore do not act on the control grid of tube 1.
In addition, the sync voltage required to synchronize the oscillator in a set frequency range is independent of crystal damping. This is especially important for crystal fabrication because crystals can have very divergent damping.
If the quality factor Q of the crystal is large, the crystal transmits better the synchronization voltage whose frequency is, as far as possible, chosen equal to the own frequency of the oscillator, so that we obtain at the grid control of tube 1 a greater electric force
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synchronization motor.
Further, it should be noted that, in order not to affect the stability of the oscillator, the internal resistance of the sync voltage source 6 should be small compared to the equivalent resistance of the crystal.
Fig. 2 shows another embodiment of the -non- tage according to the invention, in which, as soon as an adjustable difference between the natural frequency of the crystal oscillator and the frequency of the synchronization voltage is exceeded, the circuit of this synchronization voltage is interrupted and a warning device is switched on.
In this arrangement, the synchronization voltage is applied to the input terminals 7 and 8 of the primary winding of a transformer, the secondary winding of which is inserted in the circuit of the control grid of the discharge tube 9.
From the winding U of the transformer inserted in the output circuit of the tube, a voltage is taken which is applied, the switch S1 occupying the position, to the resistor 11 of the oscillator assembly.
This oscillator assembly, the operation of which corresponds to that of the assembly shown in FIG. 1, comprises a discharge tube 12 and a capacitor 13, which is connected in series with the resistor 11 in the cathode circuit; this series connection is shunted by a circuit comprising the series connection of a capacitor 14 and of the crystal 15. The voltage obtained at the terminals of the capacitor 14 is applied to the control grid of the tube 12.
The load of the oscillator is constituted by a resistor 16 which is coupled, through the intermediary of the transformer 17, to the anode circuit of the tube 12. Therefore, a variation of the load practically does not affect the load. frequency of the oscillator.
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The primary winding of transformer 17 is shunted by glow discharge tube 18 to limit the output voltage, so tube 12 cannot be modulated in the low internal resistance range.
If the oscillator is synchronized, the phase shift between the synchronization voltage V1, obtained at the terminals of the resistor 11, and the output voltage V2, obtained at the terminals of the resistor 16, is a function of the difference between the frequency of the synchronization voltage and the natural frequency of the oscillator.
If we designate by 501, the phase difference obtained at the maximum frequency to be synchronized of the oscillator, and by 2 that obtained at the minimum frequency to synchronize
EMI5.1
c17.¯roni ser, l - <2 = 18üo '
Both from the winding 20 of the output transformer of the discharge tube 9 and from the winding 21 of the output transformer of the tube 17, voltages are taken which are applied to a circular modulator assembly which will be discussed later and this in such a way that the output voltage of this annular modulator, obtained at the terminals of the resistor 22, depends on the offset between the two applied voltages.
It should be noted that the voltage obtained at the terminals of the winding 20 is applied to the annular modulator by the intermediary of a phase-shifting network 23, which makes it possible to adjust the phase shift between the applied voltages. and hence the output voltage across the. resistance 22.
This phase-shifting network is adjusted so that, as soon as a determined difference between the frequency of the synchronization voltage and that of the oscillator, which corresponds to a determined phase shift between the voltages V1 and V2, a phase shift which corresponds to in turn at a determined phase shift between the voltages obtained at the terminals of windings 20 and 21, is @
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exceeded, the voltage across resistor 22 reaches, a value such that the discharge tube 24 becomes conductive. This causes the relay Re 2 inserted in the anode circuit of this tube to be energized and the contact 25 to close. This contact then connects the warning installation, in this case a lamp 26, to a battery.
At the same time relay Re2 brings switch S2 to position 1, in which a negative voltage is obtained across resistor 29 in the circuit of the control grid of tube 9, which causes blocking of tube 9. .
The Rel relay, inserted in the anode circuit of the tube 9, at the same time allows the switch S1 to be brought to position 1, so that, when the tube 9 becomes conductive again, the output voltage of this tube is not applied to the oscillator assembly, but to a resistance 28.
The crystal oscillator then oscillates freely, so as to prevent that after the disconnection of the crostal oscillator, the output voltage contains beats caused by the still existing synchronization voltage.
To resynchronize the oscillator, the switch S2 is returned to position 2, which unblocks tube 9, but this time resistor 28 serves as a load resistor. The oscillator therefore still oscillates freely. The lamp 26 then burns periodically at a rate the period of which is determined by the difference between the frequency of the synchronization voltage and that of the oscillator. The oscillator is then adjusted using a variable impedance 29, mounted in series with the crystal, until the two frequencies are equal; the switch S1 is then returned to position 2 and the oscillator is again synchronized.
The annular modulation here consists of a double push-pull rectifier assembly, the direction of passage of the rectifiers
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sors of one of the push-pull assemblies being opposite to that of the rectifiers of the other assembly. The voltage obtained at the terminals of the winding 21 is applied to the primary winding cent of the transformer 30, while the voltage obtained at the terminals of the winding 20 is applied, through the phase-shifter network 23, between the centers of each of the two push-pull arrangements Therefore, this latter voltage periodically reverses the polarity of the other voltage and the direction and magnitude of the rectified voltage are variable with the phase shift between the two voltages applied.