Oscillateur électromécanique pour appareil horaire La présente invention a pour objet un oscillateur électromécanique pour appareil horaire comprenant un résonateur mécanique commandé électrodynamique- ment, dont la bobine motrice est branchée dans un cir cuit en pont avec au moins une impédance compensa trice et au moins deux capacités, la bobine motrice et l'impédance compensatrice étant branchées en série,
les extrémités opposées de ces deux dernières constituant deux des sommets du pont qui sont reliés avec la sortie d'au moins un amplificateur, tandis que les deux autres sommets du pont sont reliés à l'entrée de l'amplifica teur.
II est bien connu d'établir des oscillateurs électro mécaniques, comprenant un résonateur mécanique dont le mouvement est entretenu par un amplificateur.
De tels oscillateurs, pouvant être utilisés comme base de temps, sont représentés aux fig. 1 à 5. Celui repré senté aux fig. 1 à 3 comprend un diapason 1, muni d'une pièce polaire 2, coopérant avec une bobine motrice 3.
Comme représenté à la fig. 2, l'impédance vue des bornes de la bobine 3 est équivalente à une inductivité 4, une capacité 5 et une résistance 6, en parallèle, corres pondant à l'effet du diapason 1, le tout en série avec une résistance 7 et une inductivité 8 correspondant à l'effet de la bobine 3, lorsque le diapason 1 est maintenu immo bile.
L'oscillateur est obtenu en connectant la sortie du quadripôle 9 correspondant (fig. 3) au résonateur 1 et à la bobine 3 (fig. 1) à l'entrée d'un amplificateur 10, la sortie de l'amplificateur 10 étant connectée à l'entrée du quadripôle 9.
La résistance 7 et l'inductivité 8 de la bobine 3 agissent défavorablement sur le comportement de l'oscillateur. En effet, la résistance 7 a tendance à faire effectuer des oscillations de relaxation à l'oscilla teur et l'inductivité 8 de la bobine 3, ainsi que sa capa cité propre non représentée déplacent la fréquence de l'oscillateur vers une valeur supérieure à la fréquence propre du résonateur 1.
Pour éviter ces inconvénients, on a prévu, comme représenté à la fig. 4, une prise intermédiaire sur la bobine 3, qui la divise en une partie 11 de pick-up et une partie motrice 12. Entre les deux bornes extrêmes de la bobine 3 on a connecté une capacité 13 afin d'éli miner l'effet perturbateur de la bobine 3.
Le quadri pôle équivalent au résonateur 1 et à sa bobine 3 est représenté à la fig. 5, qui montre les inductivités 14, 17 et les résistances 15, 18 desdites deux parties, en tenant compte du rapport n,/n, entre le nombre de spires n, de la partie 11 et n2 de la partie 12, les deux inductivités étant couplées en 16.
Comme on le voit à la fig. 5, le condensateur 13 est remplacé par deux condensateurs 13' et 13" dont les valeurs respectives dépendent du rapport n,/n,. Ce condensateur 13 agit toutefois défavo rablement sur le fonctionnement de l'oscillateur, car il fait tourner la phase du quadripôle de sorte que la fré quence de l'oscillateur n'est plus exactement égale à la fréquence propre du résonateur. De plus, ce condensa teur, qui, étant donné ses faibles dimensions, doit être en céramique, donc avec un coefficient de température élevé, entraîne une variation de la fréquence en fonction de la température.
Le déplacement de phase provoqué par ce condensateur provoque un autre inconvénient encore :les impulsions de courant émises par l'ampli ficateur ne coïncident plus exactement avec les moments où la tension induite dans la bobine est maximum, ce qui provoque une diminution du rendement. Enfin, comme il n'est pas possible d'éliminer entièrement les effets perturbateurs provoqués par les éléments 13 à 18, les conditions d'amorçage de l'oscillateur sont mau vaises.
Dans un brevet américain, on a prévu un oscillateur comprenant un résonateur mécanique commandé élec- trodynamiquement, dont la bobine motrice est branchée dans un circuit en pont avec au moins une impédance compensatrice et au moins deux capacités, la bobine motrice et l'impédance compensatrice étant branchées en série.
Les extrémités opposées de ces deux dernières, qui constituent deux des sommets du pont, sont reliées à la sortie d'un amplificateur par l'intermédiaire d'une self et d'une capacité, tandis que les deux autres som mets du pont sont reliés à l'entrée de l'amplificateur. par l'intermédiaire d'un circuit résonnant.
Cet oscillateur, qui présente une très bonne stabilité, est toutefois inutilisable comme garde-temps, la con sommation de puissance étant beaucoup trop élevée.
L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients. Elle a pour objet un oscillateur du type défini plus haut et caractérisé en ce que la bobine motrice et l'impédance compensatrice sont branchées directement en parallèle avec un dernier élément actif de l'amplificateur et en ce qu'une source de courant est branchée entre la bobine motrice et l'impédance compensatrice.
Les fig. 6 à 12 du dessin représentent, à titre d'exem ple, trois formes d'exécution et une variante de l'oscil lateur, objet de l'invention.
La fig. 6 représente le schéma d'une première forme d'exécution.
La fig. 7 représente un schéma explicatif de cette forme d'exécution.
La fig. 8 est une vue partielle d'une variante de cette première forme d'exécution.
La fig. 9 représente le schéma d'une seconde forme d'exécution.
La fig. 10 représente un schéma explicatif du fonc tionnement de cette seconde forme d'exécution.
La fig. 11 représente le schéma d'une troisième forme d'exécution encore.
La fig. 12 représente un schéma explicatif du fonc tionnement de cette troisième forme d'exécution.
La première forme d'exécution représentée à la fig. 6 comprend un résonateur 20, pourvu de deux piè ces polaires 21 et 22 coopérant avec une bobine motrice 23. Le résonateur 20 représenté de façon schématique peut âtre par exemple pourvu d'un mécanisme à rochet non représenté, pour entraîner la minuterie d'une mon tre. L'amplificateur est constitué par deux transistors au silicium 24 et 25 de types opposés et reliés en cascade.
La base du premier transistor 24 est reliée, par une résistance 26, à la borne négative d'une source de tension 27, par une capacité 28, à l'une des bornes de la bobine 23, et par une capacité 29, à l'émetteur du transistor 25. L'émetteur du transistor 24 est relié à la borne positive de la source de tension 27, tandis que son collecteur est relié, par une résistance 30, à la base du transistor 25 et, par une résistance 31, à la borne négative de la source de tension 27.
Le point commun à l'émetteur du trans istor 25 et à la capacité 29 est relié à la borne négative de la source 27 par une impédance compensatrice consti tuée d'une résistance 32' en série avec une inductivité 32, la résistance 32' pouvant être celle de la self 32. Les valeurs des éléments peuvent être, par exemple, de <B>1,35</B> V pour la source de tension, de 470pF pour la capacité 28, de 22 MQ pour la résistance 26, de 4,7 MQ pour la résistance 31 et de 2,2 MQ pour la résistance 30.
Les valeurs de la capacité 29, de la résistance 32' et de l'inductivité 32 peuvent être égales à N. C, R/N et L/N, C étant la valeur de la capacité 28, R la valeur de la résistance de repos de la bobine 23 (représentée en 7 à la fig. 2), L la valeur de l'inductivité au repos de la bobine 23 (représentée en 8 à la fig. 2), et N désignant un nom bre quelconque, par exemple 5. Le fonctionnement de l'oscillateur est illustré à la fig. 7.
On y voit que la bobine motrice 23, la capacité 28, la capacité 29 et l'impédance compensatrice 32', 32 constituent en fait les quatre branches d'un pont dont les sommets sont A, B, C et D. A une impulsion de cou rant FB dans la base du transistor 24 correspond une impulsion de courant FC dans le collecteur du trans istor 25 et une impulsion de courant FE dans l'émetteur de ce même transistor, ces deux dernières impulsions étant sensiblement identiques.
L'oscillateur oscillera à une fréquence telle que l'impulsion FB soit en phase avec les impulsions FC et FE, c'est-à-dire à une fré quence telle que la différence de potentiel V,;-V" entre les sommets B et D soit en opposition de phase avec la différence de potentiel V,.-V,, entre les sommets C et A.
En calculant avec les impédances complexes, le cou rant I,, dans les deux branches adjacentes au sommet A est
EMI0002.0077
et celui 1,, dans les deux branches adjacentes au som met C
EMI0002.0080
Z désignant l'impédance complexe correspondant au résonateur (c'est-à-dire aux éléments 4, 5 et 6 de la f ig. 2).
La différence de potentiel V,,-V,\ entre les sommets B et A est
EMI0002.0086
Celle V"-V,, entre les sommets B et C
EMI0002.0088
La différence de potentiel V, V., V_, entre les sommets C et A est par conséquent v(;
-V-\ _ (Vii-V.0-(V,i-V, ) que l'on peut écrire
EMI0002.0095
Les différences de potentiel V,,.-V,\ et V,,-V,, seront en opposition de phase lorsque Z devient infini, c'est- à-dire pour la fréquence propre du résonateur. Il n'y a aucune différence de potentiel V,,-V, quand le résona teur est au repos, c'est-à-dire lorsque Z = 0.
Dans ce cas, le pont est équilibré pour éviter des oscillations perturbatrices, ce qui est le but du circuit. Nous voyons. par cet exemple que l'ensemble des branches 23 et 28, ainsi que la liaison entre le sommet D et le collecteur du transistor 25 constituent la boucle de réaction positive tandis que les deux autres branches du pont et la liaison entre le sommet B et l'émetteur du transistor 25 consti tuent la boucle de contre-réaction renfermant l'impé dance compensatrice 32', 32.
Les capacités 28 et 29 jouant le rôle d'un diviseur de tension pourraient être remplacées par d'autres impé dances ; il y a toutefois lieu de noter que la présence d'une capacité est obligatoire, celle-ci assurant, avec la