Procédé et dispositif d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique Method and device for controlling the supply current of a periodic signal generator
La présente invention concerne un procédé et un dispositif d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique. Celui-ci peut être un oscillateur à quartz, un oscillateur LC ou tout autre générateur de signal périodique dont l'amplitude de la tension de sortie est fonction du courant qui l'alimente.The present invention relates to a method and a device for controlling the supply current of a periodic signal generator. This can be a quartz oscillator, an LC oscillator or any other periodic signal generator whose amplitude of the output voltage is a function of the current which supplies it.
Il existe des générateurs de signal périodique connus dont le courant d'alimentation est fixe et non asservi. Un courant élevé doit être fourni à ces oscillateurs de manière à obtenir avec certitude une amplitude suffisante du signal. Un amplificateur à gain élevé et à grande consommation de courant est ensuite nécessaire pour amplifier le signal de ces oscillateurs afin d'obtenir avec certitude un signal amplifié utilisable par des circuits digitaux. Cette double sécurité se fait au prix d'une forte consommation de courant.There are known periodic signal generators whose supply current is fixed and not controlled. A high current must be supplied to these oscillators so as to obtain with certainty a sufficient amplitude of the signal. A high gain amplifier with high current consumption is then necessary to amplify the signal of these oscillators in order to obtain with certainty an amplified signal usable by digital circuits. This double security comes at the cost of high current consumption.
Il existe d'autres générateurs de signal périodique connus (par exemple celui décrit dans le brevet suisse CH 682019 A5) dont l'amplitude du signal est asservie afin de réduire la consommation de courant de l'oscillateur. Un tel oscillateur garantit une amplitude du signal de l'oscillateur au moins égale à la valeur d'une référence de tension. Un amplificateur à gain élevé et à grande consommation de courant reste cependant nécessaire pour amplifier le signal de cet oscillateur afin d'obtenir avec certitude un signal amplifié compatible avec les seuils de commutation de circuits digitaux. Cet oscillateur n'est pas à l'abri des variations du gain de l'amplificateur, de la référence de tension, de la tension d'alimentation, de la température et des paramètres des éléments.There are other known periodic signal generators (for example that described in Swiss patent CH 682019 A5) whose signal amplitude is controlled in order to reduce the current consumption of the oscillator. Such an oscillator guarantees an amplitude of the oscillator signal at least equal to the value of a voltage reference. However, a high gain amplifier with high current consumption remains necessary to amplify the signal of this oscillator in order to obtain with certainty an amplified signal compatible with the switching thresholds of digital circuits. This oscillator is not immune to variations in amplifier gain, voltage reference, supply voltage, temperature and element parameters.
Un premier but de l'invention est de proposer un procédé d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique ne rencontrant pas les inconvénients connus, mentionnés, des procédés connus.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique par lequel ledit courant d'alimentation soit minimisé, tout en assurant une amplitude suffisante du signal amplifié du générateur, pour pouvoir être utilisé par des circuits digitaux.A first object of the invention is to propose a method for controlling the supply current of a periodic signal generator which does not meet the known drawbacks, mentioned, of known methods. Another object of the invention is to propose a method for controlling the supply current of a periodic signal generator by which said supply current is minimized, while ensuring a sufficient amplitude of the amplified signal of the generator, for be able to be used by digital circuits.
Un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique par lequel la possibilité d'utilisation du signal amplifié par des circuits digitaux soit assurée sur une large plage de variation de la tension d'alimentation, de la température, des paramètres des éléments électroniques actifs (transistors, amplificateur, etc.) et des paramètres des éléments passifs ou non électroniques (quartz, inductance, capacité, etc.).Another object of the invention is to propose a method for controlling the supply current of a periodic signal generator by which the possibility of using the signal amplified by digital circuits is ensured over a wide range of variation of supply voltage, temperature, parameters of active electronic elements (transistors, amplifier, etc.) and parameters of passive or non-electronic elements (quartz, inductance, capacitance, etc.).
Encore un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique ne nécessitant l'emploi d'aucune référence de tension stable ou précise.Yet another object of the invention is to propose a method for controlling the supply current of a periodic signal generator which does not require the use of any stable or precise voltage reference.
Encore un autre but de l'invention est de proposer un procédé d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique permettant un courant de démarrage de l'oscillateur largement supérieur au courant de service normal, ce qui assure un démarrage rapide de l'oscillateur.Yet another object of the invention is to propose a method for controlling the supply current of a periodic signal generator allowing a start-up current of the oscillator much higher than the normal operating current, which ensures a start-up fast oscillator.
Encore un autre but de l'invention est de proposer un dispositif d'asservissement du courant d'alimentation d'un générateur de signal périodique apte à réaliser les buts précédents, c'est-à-dire assurant une consommation de courant minimale, un signal de sortie utilisable par des circuits digitaux, un démarrage rapide et un fonctionnement de l'oscillateur dans une très large plage de variation des paramètres des éléments (tels que transistor, amplificateur, quartz, inductance, capacité, etc.).Yet another object of the invention is to provide a device for controlling the supply current of a periodic signal generator capable of achieving the preceding aims, that is to say ensuring minimum current consumption, a output signal usable by digital circuits, quick start and operation of the oscillator in a very wide range of variation of the parameters of the elements (such as transistor, amplifier, quartz, inductance, capacitance, etc.).
Ces différents buts sont obtenus par un procédé tel que décrit dans les revendications indépendantes 1 et 15 ainsi que par un dispositif
possédant les caractéristiques mentionnées dans les revendications indépendantes 18,19 et 30 à 32. Des formes d'exécution particulières ou variantes sont décrites dans les revendications dépendantes.These various aims are obtained by a method as described in independent claims 1 and 15 as well as by a device having the characteristics mentioned in the independent claims 18, 19 and 30 to 32. Particular or alternative embodiments are described in the dependent claims.
Plusieurs formes d'exécution d'un dispositif d'asservissement selon l'invention vont être décrites ci-dessous, de même que leur fonctionnement. Cette description est à considérer en regard du dessin annexé comportant les figures où :Several embodiments of a servo device according to the invention will be described below, as well as their operation. This description is to be considered with regard to the appended drawing comprising the figures where:
La figure 1 a montre un schéma de principe d'un dispositif d'asservissement selon une première forme d'exécution de l'invention,FIG. 1 a shows a block diagram of a servo device according to a first embodiment of the invention,
La figure 1 b montre un diagramme reportant divers signaux fournis par le dispositif de la figure 1 a,FIG. 1 b shows a diagram showing various signals supplied by the device of FIG. 1 a,
La figure 2a montre un schéma de principe d'un dispositif d'asservissement selon une deuxième forme d'exécution de l'invention,FIG. 2a shows a block diagram of a servo device according to a second embodiment of the invention,
La figure 2b montre un diagramme reportant divers signaux fournis par le dispositif de la figure 2aFIG. 2b shows a diagram showing various signals supplied by the device of FIG. 2a
La figure 3 montre un dispositif d'asservissement selon la première forme d'exécution associé à un oscillateur à quartz, etFIG. 3 shows a servo device according to the first embodiment associated with a quartz oscillator, and
La figure 4 montre un dispositif d'asservissement selon la deuxième forme d'exécution associé à un oscillateur LC.Figure 4 shows a servo device according to the second embodiment associated with an LC oscillator.
La figure 1 a montre un schéma de principe d'un dispositif d'asservissement selon une première forme d'exécution de l'invention, dans lequel on reconnaît un générateur de signal périodique 1 qui délivre un signal périodique Vgen par exemple une tension sinusoïdale (voir fig. 1b). Le signal Vgen est amplifié par un amplificateur 2 qui délivre un signal de sortie amplifié Vout devant pouvoir être utilisé pour commander des circuits digitaux. Dans le dispositif selon cette première forme d'exécution, un comparateur de niveau bas 31 compare la tension du signal Vout à un
niveau bas V|0Wque l'on désire atteindre et délivre un signal Vdeti au filtre passe-bas 41. Le filtre passe-bas filtre le signal Vdeti dont il réalise une moyenne pondérée Vassι utilisée pour commander un transistor T1 qui joue le rôle d'une source de courant commandée par une tension. Le transistor T1 délivre un premier courant laSsi au générateur 1. Ce courant lassι assure une amplitude suffisante à la tension du signal Vgen délivré par le générateur 1 et fourni à l'amplificateur 2, afin que, le signal Vout fourni par cet amplificateur 2 ait une tension instantanée minimale qui soit inférieure à la valeur Viow fournie au comparateur 31.Figure 1a shows a block diagram of a servo device according to a first embodiment of the invention, in which there is recognized a periodic signal generator 1 which delivers a periodic signal V gen for example a sinusoidal voltage (see fig. 1b). The signal V gen is amplified by an amplifier 2 which delivers an amplified output signal V out which must be able to be used to control digital circuits. In the device according to this first embodiment, a low level comparator 31 compares the voltage of the signal V or t with a low level V | 0W that one wishes to reach and delivers a signal V det i to the low-pass filter 41. The low-pass filter filters the signal V d eti of which it achieves a weighted average V ass ι used to control a transistor T1 which plays the role of a current source controlled by a voltage. The transistor T1 delivers a first current l aS if to the generator 1. This current l ass ι provides sufficient amplitude for the voltage of the signal V ge n delivered by the generator 1 and supplied to the amplifier 2, so that the signal V out supplied by this amplifier 2 has a minimum instantaneous voltage which is less than the value Vi o w supplied to the comparator 31.
On peut examiner le fonctionnement du circuit qui vient juste d'être décrit. Admettons que la tension du signal Vout n'atteigne pas le niveau bas V|0W fourni au comparateur 31, c'est-à-dire que la valeur instantanée de la tension du signal Vout est toujours supérieure à Viow Ceci a pour effet que le comparateur 31 ne peut fournir une impulsion par le signal Vdeti au filtre 41. La moyenne pondérée du signal Vassι fourni par ce filtre diminue, faisant alors que le transistor T1 délivre un courant plus élevé au générateur 1. Le signal Vgen voit son amplitude augmenter, de même que le signal Vout- L'augmentation du courant lassι se poursuit aussi longtemps que la tension du signal Vout n'atteint pas le niveau bas V|ow fourni au comparateur et que les impulsions du signal Vde i sont inexistantes ou de trop courte durée.We can examine the operation of the circuit which has just been described. Assume that the signal voltage V or t does not reach the low level V | 0W supplied to comparator 31, that is to say that the instantaneous value of the voltage of signal V or t is always greater than Viow This has the effect that comparator 31 cannot supply a pulse by signal Vdeti to filter 41 The weighted average of the signal V ass ι supplied by this filter decreases, causing the transistor T1 to deliver a higher current to the generator 1. The signal V gen sees its amplitude increasing, as does the signal V or t- L ' increase in the current the asse continues as long as the signal voltage V or t does not reach the low level V | ow supplied to the comparator and that the pulses of the signal Vde i are nonexistent or of too short duration.
Admettons maintenant le cas contraire où la valeur instantanée de la tension du signal Vout excède le niveau bas V|OW fourni au comparateur 31 durant une trop grande partie de la période. Le comparateur 31 délivre dans ce cas un signal V e i dont l'impulsion dure plus longtemps que nécessaire. Le filtre 31 réalise une moyenne pondérée telle que le transistor T-[ délivre un courant plus faible au générateur 1. Le signal Vgen voit son amplitude diminuer, de même que le signal Vout- La diminution du courant ssi se poursuit aussi longtemps que la tension du signal Vout atteint le niveau bas V|OW fourni au comparateur 31 durant une trop grande partie de la période, c'est à dire aussi longtemps que les impulsions Vdeti sont de durée trop élevée.
Il y a donc bien asservissement du courant d'alimentation laSsi de l'oscillateur 1 afin que la tension instantanée du signal de sortie Vout de l'amplificateur 2 atteigne le niveau bas V|0W fourni au comparateur durant une partie déterminée de la période d'oscillation, fixée par la pondération du filtre 31.Let us now assume the opposite case where the instantaneous value of the signal voltage V out exceeds the low level V | OW supplied to comparator 31 for too much of the period. The comparator 31 in this case delivers a signal V e i whose pulse lasts longer than necessary. The filter 31 achieves a weighted average such that the transistor T- [delivers a weaker current to the generator 1. The signal V gen sees its amplitude decreasing, as does the signal V or t- The decrease in the current ss i also continues as long as the signal voltage V or t reaches the low level V | OW supplied to comparator 31 during too much of the period, that is to say as long as the pulses Vdeti are of too long duration. There is therefore a good enslavement of the supply current l aS if of the oscillator 1 so that the instantaneous voltage of the output signal V out of the amplifier 2 reaches the low level V | 0W supplied to the comparator during a determined part of the oscillation period, fixed by the weighting of the filter 31.
Selon cette forme d'exécution et afin d'assurer que le signal Vout ait une tension instantanée maximale supérieure à V ,gh pouvant être utilisée par des circuits digitaux, un détecteur de niveau haut 32, un filtre passe bas 42 et un transistor T2 forment une seconde boucle d'asservissement qui délivre un second courant laSs2 au générateur. Le fonctionnement de cette seconde boucle est similaire à celui de la première boucle.According to this embodiment and in order to ensure that the signal V out has a maximum instantaneous voltage greater than V, g h which can be used by digital circuits, a high level detector 32, a low pass filter 42 and a transistor T2 form a second control loop which delivers a second current l aS s 2 to the generator. The operation of this second loop is similar to that of the first loop.
Les deux boucles travaillent en parallèle et de ce fait elles assurent que le signal de sortie Vout de l'amplificateur 2 ait à la fois une tension instantanée minimale inférieure à la tension basse V|ow fournie au premier comparateur 31 et une tension instantanée maximale supérieure à la tension haute Vhigh fournie au second comparateur 32.The two loops work in parallel and therefore ensure that the output signal V or t of amplifier 2 has both a minimum instantaneous voltage lower than the low voltage V | ow supplied to the first comparator 31 and a maximum instantaneous voltage greater than the high voltage Vhig h supplied to the second comparator 32.
La condition suffisante pour que le signal Vout puisse être utilisé comme signal d'entrée des circuits digitaux placés en aval (ces circuits ne sont pas représentés sur les figures mais peuvent consister par exemple en un ou plusieurs inverseurs ou diviseurs de fréquence) est que ce signal ait une amplitude compatible avec lesdits circuits digitaux . En conséquence il n'est pas nécessaire que les niveaux de V|ow et Vhigh soient fixés très précisément.The sufficient condition for the signal V out to be used as the input signal of the digital circuits placed downstream (these circuits are not shown in the figures but may consist, for example, of one or more inverters or frequency dividers) is that this signal has an amplitude compatible with said digital circuits. Consequently, the levels of V | ow and Vhigh are fixed very precisely.
La figure 2a montre un schéma de principe d'un dispositif d'asservissement selon une deuxième forme d'exécution de l'invention, comprenant une seule boucle de réglage. Certains oscillateurs délivrent un signal Vgen dont la tension instantanée est telle qu'elle assure par elle- même qu'on ait à la sortie de l'amplificateur un signal Vout ayant une tension instantanée minimale inférieure à la tension basse désirée ou une
tension instantanée maximale supérieure à la tension haute désirée. Pour de tels oscillateurs, une seule boucle de réglage est nécessaire.Figure 2a shows a block diagram of a servo device according to a second embodiment of the invention, comprising a single adjustment loop. Certain oscillators deliver a signal V gen whose instantaneous voltage is such that it ensures by itself that there is at the output of the amplifier a signal V or t having a minimum instantaneous voltage lower than the desired low voltage or a maximum instantaneous voltage greater than the desired high voltage. For such oscillators, only one adjustment loop is required.
La description ci-après se borne au cas d'une boucle assurant le niveau bas de la tension du signal de sortie de l'amplificateur V0ut-The description below is limited to the case of a loop ensuring the low level of the voltage of the output signal of the amplifier V 0 ut-
Comme précédemment, on reconnaît un générateur de signal périodique 1 qui délivre un signal périodique Vgen par exemple une tension sinusoïdale (voir fig. 2b). Le signal Vgen est amplifié par un amplificateur 2 qui délivre un signal de sortie amplifié Vout dont on désire assurer la compatibilité avec des circuits digitaux. A cette fin, un comparateur de niveau bas 3 compare la tension du signal Vout au niveau bas V|0W que l'on désire atteindre et délivre un signal Vdet au filtre passe-bas 4. Le filtre passe- bas filtre le signal Vdet dont il réalise une moyenne pondérée VaSs utilisée pour commander un transistor T1 qui joue le rôle d'une source de courant commandée par une tension. Le transistor T1 délivre un courant laSs au générateur 1. Ce courant laSs assure une amplitude suffisante à la tension du signal Vgen délivré par le générateur 1 et fourni à l'amplificateur 2, afin que le signal Vout fourni par cet amplificateur 2 ait une tension instantanée minimale qui soit inférieure à la valeur V|OW fournie au comparateur 3.As before, we recognize a periodic signal generator 1 which delivers a periodic signal V gen, for example a sinusoidal voltage (see fig. 2b). The signal V gen is amplified by an amplifier 2 which delivers an amplified output signal V or t for which compatibility is desired with digital circuits. To this end, a low level comparator 3 compares the voltage of the signal V or t with the low level V | 0W that one wishes to reach and delivers a signal Vdet to the low-pass filter 4. The low-pass filter filters the signal V d and of which it achieves a weighted average V aS s used to control a transistor T1 which plays the role of '' a current source controlled by a voltage. The transistor T1 delivers a current l aSs to the generator 1. This current l aSs ensures a sufficient amplitude for the voltage of the signal V gen delivered by the generator 1 and supplied to the amplifier 2, so that the signal V out supplied by this amplifier 2 has a minimum instantaneous voltage which is less than the value V | OW supplied to comparator 3.
Selon le type de générateur de signal périodique et d'amplificateur associé, on pourrait tout aussi bien avoir un dispositif d'asservissement ne possédant qu'une seule boucle de réglage, apte à assurer que la tension instantanée maximum du signal Vout fourni par l'amplificateur soit supérieure à une valeur Vhigh désirée.Depending on the type of periodic signal generator and associated amplifier, we could just as easily have a servo device having only one adjustment loop, capable of ensuring that the maximum instantaneous voltage of the signal V or t supplied by the amplifier is greater than a desired Vhigh value.
La figure 3 montre un dispositif d'asservissement selon la première forme d'exécution associé à un oscillateur à quartz. Le générateur de signal périodique 1 comprend ici : un quartz Q10, un transistor T10, une résistance R10 et deux capacités C10 et C11. Le signal de sortie Vgen de cet oscillateur se trouve soit aux bornes de la capacité C10, soit aux bornes de la capacité C11, soit entre les deux bornes du quartz Q10, comme dans le cas représenté ici. Le signal Vgen est amplifié par l'amplificateur différentiel
OP20, constituant l'amplificateur 2 vu précédemment, qui délivre le signal amplifié Vout.Figure 3 shows a servo device according to the first embodiment associated with a quartz oscillator. The periodic signal generator 1 here comprises: a quartz Q10, a transistor T10, a resistor R10 and two capacitors C10 and C11. The output signal V gen of this oscillator is either at the terminals of the capacitor C10, or at the terminals of the capacitor C11, or between the two terminals of the quartz Q10, as in the case represented here. The V gen signal is amplified by the differential amplifier OP20, constituting the amplifier 2 seen previously, which delivers the amplified signal V or t.
On a reporté sur la figure les contours des blocs 31+41 et 32+42 regroupant les blocs correspondants de la figure 1a.The contours of blocks 31 + 41 and 32 + 42 have been transferred to the figure, grouping together the corresponding blocks of FIG. 1a.
La source de courant S0 délivre un courant de référence nécessaire aux blocs d'asservissement 31+41 et 32+42.The current source S0 delivers a reference current necessary for the control blocks 31 + 41 and 32 + 42.
Le transistor T310 forme essentiellement le détecteur de niveau bas qui délivre un courant lo lorsque la tension instantanée du signal Vout excède le niveau bas V|0W et un courant nul lorsque la tension instantanée du signal Vout n'atteint pas ce niveau bas V w La valeur de la tension du niveau bas V|ow dépend de façon connue des dimensions des transistors T00 et T310 ainsi que de la valeur du courant de la source de courant S0. Le miroir de courant formé par les transistors T311 et T312 réalise une multiplication du courant délivré par le transistor T310. Ainsi, le courant n*lo délivré par le transistor T312 est un multiple supérieur à 1 (par exemple n=10) du courant délivré par le transistor T310.The transistor T310 essentially forms the low level detector which delivers a current lo when the instantaneous voltage of the signal V out exceeds the low level V | 0W and a zero current when the instantaneous voltage of the signal V out does not reach this low level V w The value of the voltage of the low level V | ow depends in a known manner on the dimensions of the transistors T00 and T310 as well as on the value of the current of the current source S0. The current mirror formed by the transistors T311 and T312 multiplies the current delivered by the transistor T310. Thus, the current n * lo delivered by the transistor T312 is a multiple greater than 1 (for example n = 10) of the current delivered by the transistor T310.
Le premier filtre passe-bas est formé essentiellement par la capacité C410 et par les transistors T312 et T313. La capacité C410 reçoit un courant fixe lo du transistor T313 et un courant n*lo du transistor T312. Ce dernier courant ne circulant que lorsque la tension du signal Vout a atteint ou excède le niveau bas V wThe first low-pass filter is formed essentially by the capacitor C410 and by the transistors T312 and T313. The capacitor C410 receives a fixed current lo from the transistor T313 and a current n * lo from the transistor T312. The latter current only flowing when the signal voltage V or ta reaches or exceeds the low level V w
La tension du signal de sortie Vassι du premier filtre passe-bas commande le transistor T1 qui fournit un premier courant asservi laSsi à l'oscillateur.The voltage of the output signal V ass ι of the first low-pass filter controls the transistor T1 which supplies a first controlled current l aS if to the oscillator.
Le transistor T320 forme essentiellement le détecteur de niveau haut et le multiplicateur de courant qui délivre un courant m*lo lorsque la tension instantanée du signal Vout excède le niveau haut Vhigh et un courant nul lorsque la tension instantanée du signal Vout n'atteint pas le niveau haut Vhigh- La multiplication du courant par le facteur m supérieur à 1 (par
exemple m=10) est réalisée par le dimensionnement correspondant des transistors T01 et T320. La valeur de la tension du niveau haut Vhigh dépend de façon connue des dimensions des transistors T01 et T320 ainsi que de la valeur du courant de la source de courant S0.The transistor T320 essentially forms the high level detector and the current multiplier which delivers a current m * lo when the instantaneous voltage of the signal V or t exceeds the high level Vhigh and a zero current when the instantaneous voltage of the signal V or t n '' does not reach the high level V h ig h - Multiplication of the current by the factor m greater than 1 (by example m = 10) is produced by the corresponding dimensioning of the transistors T01 and T320. The value of the high level voltage Vhi gh depends in a known manner on the dimensions of the transistors T01 and T320 as well as on the value of the current of the current source S0.
Le second filtre passe-bas est formé essentiellement par la capacité C420 et par les transistors T320 et T321. La capacité C420 reçoit un courant fixe lo du transistor T321 et un courant m*lo du transistor T320. Ce dernier courant ne circulant que lorsque la tension du signal Vout a atteint ou excède le niveau haut Vhigh.The second low-pass filter is formed essentially by the capacitor C420 and by the transistors T320 and T321. The capacitor C420 receives a fixed current lo from the transistor T321 and a current m * lo from the transistor T320. The latter current only flowing when the signal voltage V or ta reaches or exceeds the high level Vhigh.
La tension du signal de sortie Va5S2 du second filtre passe-bas commande le transistor T2 qui fournit un second courant asservi lasS2 à l'oscillateur.The voltage of the output signal V a5S2 of the second low-pass filter controls the transistor T2 which supplies a second current controlled by the asS2 to the oscillator.
La figure 4 montre un dispositif d'asservissement selon la deuxième forme d'exécution associé à un oscillateur LC. Le générateur de signal périodique 1 comprend ici : deux transistors T100 et T1 10, une inductance L100 et une capacité C100. Le signal de sortie Vgen de cet oscillateur se trouve aux bornes de la capacité C100. Il est amplifié par un inverseur Inv20, correspondant à l'amplificateur 2 vu précédemment, qui délivre le signal de sortie Vout.Figure 4 shows a servo device according to the second embodiment associated with an LC oscillator. The periodic signal generator 1 here comprises: two transistors T100 and T1 10, an inductance L100 and a capacitor C100. The output signal V gen of this oscillator is located at the terminals of the capacitor C100. It is amplified by an inverter Inv20, corresponding to the amplifier 2 seen previously, which delivers the output signal V or t.
Comme précédemment, on a reporté sur la figure le bloc 3+4 regroupant les blocs correspondants de la figure 2a.As previously, the block 3 + 4 has been transferred to the figure, grouping together the corresponding blocks of FIG. 2a.
Dans ce cas, seul un détecteur de niveau bas est nécessaire, l'oscillateur LC délivrant une tension Vgen dont la valeur instantanée minimale est négative, ce qui assure au signal de sortie de l'amplificateur inverseur Vout une tension instantanée maximale toujours supérieure à la tension haute Vhigh désirée. La source de courant S0 délivre un courant de référence nécessaire au bloc d'asservissement 3+4.In this case, only a low level detector is necessary, the oscillator LC delivering a voltage V gen whose minimum instantaneous value is negative, which ensures that the output signal of the inverting amplifier V out always has an instantaneous maximum voltage. at the desired high voltage Vhi g h. The current source S0 delivers a reference current necessary for the servo block 3 + 4.
Le transistor T30 forme essentiellement le détecteur de niveau bas qui délivre un courant lo lorsque la tension instantanée du signal Vout
excède le niveau bas V|0W et un courant nul lorsque la tension instantanée du signal Vout n'atteint pas le niveau bas V|0w La valeur de la tension du niveau bas V|OW dépend de façon connue des dimensions des transistors TO et T30 ainsi que de la valeur du courant de la source de courant S0. Le miroir de courant formé par les transistors T31 et T32 réalise une multiplication du courant délivré par le transistor T30. Ainsi, le courant n*lo délivré par le transistor T32 est un multiple supérieur à 1 (par exemple n=10) du courant délivré par le transistor T30.The transistor T30 essentially forms the low level detector which delivers a current lo when the instantaneous voltage of the signal V or t exceeds low level V | 0W and zero current when the instantaneous signal voltage V or t does not reach the low level V | 0 w The value of the low level voltage V | OW depends in a known manner on the dimensions of the transistors TO and T30 as well as on the value of the current of the current source S0. The current mirror formed by the transistors T31 and T32 achieves a multiplication of the current delivered by the transistor T30. Thus, the current n * lo delivered by the transistor T32 is a multiple greater than 1 (for example n = 10) of the current delivered by the transistor T30.
Le filtre passe-bas est formé essentiellement par la capacité C40 et par les transistors T32 et T33. La capacité C40 reçoit un courant fixe lo du transistor T33 et un courant n*lo du transistor T32. Ce dernier courant ne circulant que lorsque la tension du signal Vout a atteint ou excède le niveau bas ViowThe low-pass filter is formed essentially by the capacitor C40 and by the transistors T32 and T33. The capacitor C40 receives a fixed current lo from the transistor T33 and a current n * lo from the transistor T32. The latter current only flowing when the signal voltage V or ta reaches or exceeds the low level Viow
La tension du signal de sortie Vass du filtre passe-bas commande le transistor T1 qui fournit le courant asservi lass à l'oscillateur.The voltage of the output signal V ass of the low-pass filter controls the transistor T1 which supplies the controlled current l ass to the oscillator.
On constate donc que le procédé ainsi que le dispositif décrits, selon l'une ou l'autre des formes d'exécution mentionnées, permet de minimiser le courant d'alimentation du générateur de signal périodique, vu que le signal Vgen a une amplitude juste suffisante pour que le signal Vout de l'amplificateur permette de commander les circuits digitaux placés en aval.It can therefore be seen that the method as well as the device described, according to one or other of the embodiments mentioned, makes it possible to minimize the supply current of the periodic signal generator, since the signal V gen has an amplitude just sufficient for the signal V out from the amplifier to control the digital circuits placed downstream.
Vu que tous les composants constitutifs du circuit délivrant le signal Vout, y compris l'amplificateur 2, sont inclus à l'intérieur de la boucle d'asservissement, leurs caractéristiques ainsi que leurs variations sont prises en compte par l'asservissement. Les composants constitutifs de la boucle d'asservissement, c'est-à-dire ceux contenus dans les blocs 3 et 4, respectivement 31 et 41 ainsi que 32 et 42, étant aussi inclus à l'intérieur de la boucle d'asservissement, leurs caractéristiques ainsi que leurs variations sont aussi prises en compte par l'asservissement.
D'autre part, vu que lors de la mise sous tension du dispositif, le signal Vout a une amplitude qui n'atteint pas encore le ou les niveaux prescrits, il s'ensuit que le ou les signaux d'asservissement arrivent à saturation et de ce fait imposent un courant asservi maximum. Par conséquent, le générateur de signal périodique démarre rapidement.Since all the constituent components of the circuit delivering the signal V out , including the amplifier 2, are included inside the control loop, their characteristics as well as their variations are taken into account by the control. The constituent components of the control loop, that is to say those contained in blocks 3 and 4, respectively 31 and 41 as well as 32 and 42, also being included inside the control loop, their characteristics as well as their variations are also taken into account by the control. On the other hand, since when the device is powered up, the signal V out has an amplitude which does not yet reach the prescribed level or levels, it follows that the servo signal or signals reach saturation and therefore impose a maximum servo current. Therefore, the periodic signal generator starts quickly.
Un tel dispositif d'asservissement, associé à un oscillateur à quartz, à circuit résonnant ou de tout autre type, peut avantageusement être utilisé dans tout dispositif électronique, en particulier dans ceux où la consommation d'énergie électrique doit être minimisée, comme par exemple l'horlogerie, notamment pour les montres à quartz dépourvues de batterie ou l'électronique embarquée.Such a servo device, associated with a quartz oscillator, with a resonant circuit or of any other type, can advantageously be used in any electronic device, in particular in those where the consumption of electrical energy must be minimized, such as for example watchmaking, especially for quartz watches without batteries or on-board electronics.
Le dispositif d'asservissement, selon l'une ou l'autre des formes d'exécution décrites en détail ci-dessus, correspond à une utilisation particulière dudit circuit d'asservissement et n'est décrit et représenté ici qu'à titre d'exemple. Selon les besoins et l'utilisation prévue, d'autres dispositions ou éléments que ceux représentés ici peuvent être envisagés, l'homme du métier étant apte à adapter les solutions présentées ici à son problème particulier.
The servo device, according to one or other of the embodiments described in detail above, corresponds to a particular use of said servo circuit and is described and represented here only by way of example. Depending on the needs and the intended use, other arrangements or elements than those shown here can be envisaged, the person skilled in the art being able to adapt the solutions presented here to his particular problem.