FR2752114A1 - Oscillateur et boucle a verrouillage de phase utilisant un tel oscillateur - Google Patents

Abstract

Un oscillateur commandé par tension comprend des filtres à capacités commutées, un amplificateur opérationnel et un comparateur. Les filtres (SCF1, 2) sont commandés par un signal d'horloge pilote (fclk ) et fournissent des courants positif et négatif fonction de la tension d'entrée (Ven). La borne d'entrée (N2) de l'amplificateur (AMP1) est connectable alternativement aux filtres par un premier commutateur (S4, S5) en synchronisme avec un signal d'horloge (CLK) délivré en sortie. Le potentiel de la borne de sortie (N1) de l'amplificateur est abaissé lorsque celui-ci reçoit un courant positif à travers le circuit de contre-réaction (CO) entre la borne d'entrée (N2) et la borne de sortie (N1), et ce potentiel est augmenté si le courant est négatif. Applicable à des affichages numériques et des dispositifs de radiocommunication.

Description

La présente invention concerne un oscillateur commandé par tension, destiné à produire un signal d'horloge ayant une fréquence proportionnelle à une tension d'entrée qui lui est appliquée, ainsi qu'une boucle à verrouillage de phase (PLL) dans laquelle est incorporé un tel oscillateur.

Les boucles à verrouillage de phase ont trouvé un large emploi en tant que circuit pour produire un signal de sortie synchrone avec un signal reçu en diverses applications, y compris des dispositifs d'affichage numérique, des dispositifs de radiocommunication, etc. Ces boucles comportent habituellement un comparateur de phase qui compare la phase d'un signal d'entrée avec la phase d'un signal de comparaison qui a été produit par division de fréquence d'un signal de sortie par N, de même qu'un oscillateur commandé par tension qui délivre à sa sortie une fréquence proportionnelle à une tension dépendant de la différence ou angle de phase.

Les oscillateurs conventionnels commandés par tension, produisent un courant depelldant d'une tension d'entrée, chargent et déchargent un condensateur entre des tensions données à l'aide du courant produit et délivrent en sortie un signal d'horloge en synchronisme avec la charge et la décharge du condensateur.

L'intensité du courant produit, dépendante de la tension d'entrée, est déterminée par la tension d'entrée et la valeur d'une résistance donnée, et la vitesse de charge et de décharge du condensateur est déterminée par l'intensité du courant et la valeur de la capacité du condensateur. Par conséquent, la fréquence du signal d'horloge est déterminée par l'intensité du courant et la valeur de la capacité du condensateur.

La valeur de la résistance, laquelle est fabriquée dans un circuit LSI (circuit intégré à large échelle), dépend de la concentration en impuretés, de l'aire de surface, de la profondeur, etc. de la résistance, et est sujette à des variations provoquées par le processus de fabrication. La capacité du condensateur est déterminée en fonction de l'aire de surface du condensateur, de l'épaisseur de la couche diélectrique du condensateur, de sa constante diélectrique, etc., et est également sujette à des variations dues au processus de fabrication. Par conséquent, la fréquence de sortie de l'oscillateur commandé par tension est également soumise à des variations dues au processus de fabrication, de sorte que l'oscillateur est incapable de produire un signal d'horloge dont la fréquence est commandée exactement par la tension d'entrée.

L'un des buts de l'invention est donc de fournir un oscillateur commandé par tension qui soit capable de produire un signal d'horloge ayant une fréquence exempte des variations qui seraient normalement provoquées par le processus de fabrication de cet oscillateur.

Un autre but de l'invention est de fournir un oscillateur commandé par tension comportant des capacités commutées pour produire un signal d'hoi loge ayant une fréquence exempte des variations qui seraient normalement provoquées par le processus de fabrication de cet oscillateur.

Encore un autre but de l'invention est de fournir une boucle à verrouillage de phase incorporant un oscillateur tel qu'indiqué ci-dessus.

Pour atteindre ces objectifs, l'invention apporte un oscillateur commandé par tension, destiné à produire à sa sortie un signal d'horloge ayant une fréquence dépendant de la valeur et notamment de l'amplitude d'une tension d'entrée qui lui est appliquée, qui est caractérisé en ce qu'il comprend un premier filtre à capacité commutée connecté fonctionnellement à une borne de tension d'entrée, à laquelle est fournie la tension d'entrée, et conçu pour être commuté en réponse à un signal d'horloge pilote en vue de la fourniture d'un courant positif dépendant de la tension d'entrée, un deuxième filtre à capacité commutée connecté fonctionnellement à la borne de tension d'entrée et conçu pour être commuté en réponse au signal d'horloge pilote en vue de la fourniture d'un courant négatif dépendant de la tension d'entrée, un amplificateur opérationnel ayant une borne d'entrée pouvant être connectée alternativement au premier et au deuxième filtre à capacité commutée par un premier commutateur qui peut être rendu conducteur en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie, de même qu'une autre borne d'entrée à laquelle peut être fournie une tension constante, l'agencement étant tel que le potentiel sur une borne de sortie de l'amplificateur opérationnel est abaissé lorsque cet amplificateur reçoit le courant positif à travers un circuit de contre-réaction prévu entre la borne d'entrée et la borne de sortie, et que le potentiel sur la borne de sortie est augmenté lorsque l'amplificateur opérationnel reçoit le courant négatif à travers le circuit de contre-réaction, et un comparateur pour comparer le potentiel sur la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel alternativement avec une première tension constante et une deuxième tension constante qui peuvent être commutées en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie, la deuxième tension constante étant inférieure à la première tension constante, de manière à produire ainsi le signal d'horloge de sortie.

Comme la résistance équivalente de chacun des filtres à capacités commutées est représentée par la réciproque du produit de leur capacité et de la fréquence du signal d'horloge pilote, la fréquence du signal d'horloge de sortie est exempte de variations dues au processus de fabrication.

Le premier filtre à capacité commutée peut comprendre un condensateur dont une électrode est connectée à une borne de tension constante et une autre électrode peut être connectée alternativement à la borne de tension d'entrée et au premier commutateur à travers un deuxième commutateur commandé par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente dont la valeur de résistance dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

En variante, le premier filtre à capacité commutée peut comprendre un condensateur ayant une électrode connectable alternativement à la borne de tension d'entrée et à une borne de tension constante par un troisième commutateur commandé par le signal d'horloge pilote, et une autre électrode connectable alternativement au premier commutateur et à la borne de tension constante par un quatrième commutateur commandé en phase avec le troisième commutateur par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente ayant une valeur de résistance dépendant de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

Le deuxième filtre à capacité commutée peut comprendre un condensateur dont une électrode est connectable alternativement à la borne de tension d'entrée et à une borne de tension constante à travers un cinquième commutateur commandé par le signal d'horloge pilote, et dont une autre électrode est connectable alternativement au premier commutateur et à la borne de tension constante à travers un sixième commutateur commandé en opposition de phase avec le cinquième commutateur par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente dont la valeur de résistance dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

Selon une autre caractéristique de ce mode de réalisation d'un oscillateur, le comparateur possède une borne d'entrée connectée fonctionnellement à la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel et une autre borne d'entrée à laquelle est fournie la première tension constante lorsque le potentiel sur la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel augmente et à laquelle est fournie la deuxième tension constante lorsque le potentiel sur la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel baisse.

L'invention apporte également un oscillateur commandé par tension, destiné à produire à sa sortie un signal d'horloge ayant une fréquence dépendant de la valeur et notamment de l'amplitude d'une tension d'entrée qui lui est appliquée, qui est caractérisé en ce qu'il comprend un convertisseur tension-courant servant à produire un courant fonction de la tension d'entrée, laquelle est fournie à travers une borne de tension d'entrée, un condensateur chargeable/déchargeable, destiné à être chargé et déchargé en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie par un courant produit par le convertisseur tension-courant, un comparateur servant à comparer la tension aux boines du condensateur, pendant que celui-ci est chargé et déchargé alternativement, avec une première tension constante et une deuxième tension constante qui peuvent être commutées en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie, la deuxième tension constante étant inférieure à la première tension constante, de manière à produire ainsi le signal d'horloge de sortie, et un amplificateur opérationnel possédant une résistance d'entrée connectée à une borne d'entrée de cet amplificateur et une résistance de réaction prévue entre cette borne d'entrée et une borne de sortie de l'amplificateur, la résistance de réaction comprenant un troisième filtre à capacité commutée dont la commutation est commandée par le signal d'horloge pilote.

Le troisième filtre de ce mode de réalisation peut comprendre un condensateur dont une électrode est connectée à une borne de tension constante (masse) et une autre électrode est connectable alternativement à la borne d'entrée et à la borne de sortie à travers un deuxième commutateur commandé par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente dont la valeur de résistance dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote. Il peut également comprendre un condensateur dont une électrode est connectable alternativement à la borne d'entrée et à une borne de tension constante (masse) à travers un troisième commutateur commandé par le signal d'horloge pilote, et dont une autre électrode est connectable alternativement à la borne de sortie et à la borne de tension constante (masse) à travers un quatrième commutateur commandé en phase avec le troisième commutateur par le signal d'horloge pilote, de même qu'une résistance équivalente ayant une valeur de résistance qui dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

Une autre caractéristique prévoit que le convertisseur tension-courant comprend une première source de courant constant servant à produire un courant constant fonction de la tension d'entrée, une deuxième source de courant constant servant à produire un courant constant fonction de la tension d'entrée, un septième commutateur connecté entre la première source de courant constant et une borne du condensateur chargeable/déchargeable, commutateur qui est conçu pour être débloqué (rendu conducteur) et bloqué par le signal d'horloge de sortie produit par le comparateur et un huitième commutateur connecté entre la deuxième source de courant constant et une borne du condensateur chargeable/déchargeable, commutateur qui est conçu pour être débloqué (rendu conducteur) et bloqué alternativement, à l'aide du septième commutateur, par le signal d'horloge de sortie produit par le comparateur.

L'invention apporte aussi une boucle à verrouillage de phase, servant à produire un signal de sortie en phase avec un signal d'entrée, le signal de sortie ayant une fréquence représentant un multiple de la fréquence du signal d'entrée, qui est caractérisée en ce qu elle comprend un comparateur de phase pour détecter une différence de phase entre le signal d'entrée et un signal de comparaison produit par la division de la fréquence du signal de sortie par un nombre prédéterminé, un oscillateur commandé par tension comme celui décrit précédemment, destiné à produire ledit signal de sortie en réponse à une tension de sortie du comparateur de phase, et un diviseur de fréquence pour diviser la fréquence du signal de sortie par ledit nombre prédéterminé.

Les objectifs indiqués dans ce qui précède et d'autres encore, de même que d'autres caractéristiques et divers avantages de l'invention, ressortiront plus clairement de la description qui va suivre et des dessins annexés, montrant à titre d'exemples seulement des modes de réalisation préférés de l'invention. Sur les dessins:
- la figure 1 est un schéma de principe d'une boucle à verrouillage de phase de type général;
- la figure 2 est un schéma d'un oscillateur commandé par tension selon l'invention;
- la figure 3 est un diagramme montrant des formes d'ondes de signaux de l'oscillateur selon la figure 2, en relation avec le déblocage et le blocage ou la commutation de différents commutateurs de cet oscillateur;
- la figure 4 est un schéma équivalent servant à montrer la façon dont l'oscillateur selon la figure 2 fonctionne pendant que son signal de sortie Vsor est dans une période TH de niveau H (haut);
- la figure 5 est un schéma équivalent pour montrer la façon dont l'oscillateur selon la figure 2 fonctionne pendant que son signal de sortie Vsor est dans une période TL de niveau L (bas);
- la figure 6 est un schéma des commutateurs de l'oscillateur selon la figure 2;
- la figure 7 est un schéma d'un premier filtre à capacité commutée de l'oscillateur selon la figure 2;
- les figures 8A et 8B sont des schémas équivalents servant à montrer la façon dont fonctionne le premier filtre à capacité commutée montré par la figure 7;
- la figure 9 est un schéma d'un deuxième filtre à capacité commutée selon la figure 2;
- les figures 10A et lOB sont des schémas équivalents servant à montrer la façon dont fonctionne le deuxième filtre à capacité commutée montré par la figure 9;
- la figure 11 est un schéma équivalent de l'oscillateur représenté sur la figure 2 pendant que son signal de sortie Vsor est dans une période TH de niveau H (haut);
- la figure 12 est un schéma équivalent de l'oscillateur selon la figure 2 pendant que son signal de sortie Vsor est dans une période TL de niveau L (bas);
- la figure 13 est un schéma équivalent d'un oscillateur modifié, qui diffère de celui montré par la figure 2 du fait que le premier filtre à capacité commutée est remplacé par un autre filtre à capacité commutée;
- les figures 14 et 15 sont des schémas servant à illustrer la façon dont fonctionne cet autre filtre à capacité commutée, comportant des commutateurs;
- la figure 16 est un schéma d'un oscillateur commandé par tension selon une variante de l'invention;
- la figure 17 est un diagramme montrant les formes d'ondes de signaux dans l'oscillateur montré par la figure 16, en relation avec le déblocage et le blocage ou la commutation de différents commutateurs de cet oscillateur; et
- les figures 18 et 19 sont des schémas des amplificateurs opérationnels et des comparateurs respectivement des oscillateurs représentés sur les figures 2 et 16.

La figure 1 est une représentation de principe d'une boucle à verrouillage de phase de type général.

Ainsi que le montre cette figure, la boucle, pouvant être incorporée dans un dispositif d'affichage numérique par exemple, reçoit un signal de synchronisation horizontale Hsync sur une borne d'entrée de cette boucle et sert à produire un signal d'horloge CLK en synchronisme avec le signal de synchronisation horizontale Hsync, le signal d'horloge
CLK ayant une fréquence correspondant à N fois la fréquence du signal de synchronisation horizontale Hsync.

La boucle à verrouillage de phase comporte un comparateur de phase 10 pour détecter une différence ou angle de phase entre le signal de synchronisation horizontale
Hsync et un signal de comparaison VH qui a été produit par la division par N de la fréquence du signal d'horloge
CLK, un oscillateur commandé par tension (OCT; 11 commandé par une tension d'entrée Ven dépendant de la différence de phase détectée par le comparateur de phase 10, ainsi qu'un diviseur de fréquence 12 pour diviser par
N la fréquence su signal d'horloge CLK. L'oscillateur commandé par tension 11 produit un signal d'horloge CLK dont la fréquence dépend de la valeur de la tension d'entrée Ven. Pendant le fonctionnement, la boucle est verrouillée dans un état où il n'y a pas de différence de phase entre le signal de synchronisation horizontale
Hsync et le signal de comparaison VH, c'est-à-dire le signal de sortie du diviseur de fréquence 12, la boucle délivrant à sa sortie un signal d'horloge CLK qui est synchrone avec le signal de synchronisation horizontale
Hsync et possède une fréquence correspondant à N fois la fréquence de ce signal Hsync.

La figure 2 montre un oscillateur commandé par tension selon l'invention, conçu pour être exempt des variations qui seraient normalement provoquées par le processus de fabrication d'un tel oscillateur. L'oscillateur représenté sur la figure 2 comporte un premier filtre à capacité commutée SCF1, ayant une résistance équivalente positive, et un deuxième filtre à capacité commutée SCF2 ayant une résistance équivalente négative. Les premier et deuxième filtres à capacités commutées SCF1, SCF2 sont connectés par des commutateurs S4, S5 respectifs à une borne d'entrée inverseuse d'un amplificateur opérationnel
AMP1 à travers un noeud N2. La borne d'entrée non inverseuse ou directe de cet amplificateur est reliée à la masse. Les commutateurs S4, S5 sont commandés en vue de leurs commutations complémentaires par un signal de sortie Vsor. L'amplificateur opérationnel AMP1 possède une borne de sortie connectée à travers un noeud N1 à une borne d'entrée positive d'un comparateur COMP1. Cette borne de sortie de l'amplificateur est connectée aussi, à travers le noeud NI, à un condensateur CS connecté à travers le noeud N2 à la borne d'entrée inverseuse de l'amplificateur AMP1. Le comparateur COMP1 possède une borne d'entrée négative à laquelle peuvent être fournies alternativement des tensions constantes VRH, VRL à travers des commutateurs S6, S7 respectifs qui sont commandés pour être commutés de façon complémentaire par le signal de sortie Vsor. La tension constante VHR est supérieure à la tension constante VRL.

Le premier filtre à capacité commutée SCF1 comprend un commutateur S1 et un condensateur C1. Le commutateur S1 est commandé, ainsi que le montre la figure 2, par un signal d'horloge pilote fclk Le deuxième filtre à capacité commutée SCF2 comprend des commutateurs S2, S3 et un condensateur C1. Les commutateurs 52, S3 sont commandés par un signal complémentaire au signal d'horloge pilote fclk
La figure 3 représente les formes d'ondes de signaux dans l'oscillateur montré par la figure 2 en relation avec la mise en conduction ou déblocage et le blocage des commutateurs S4 - S7 de cet oscillateur. Fondamentalement, ces commutateurs sont représentés comme étant débloqués (M) lorsqu'un signal de commande appliqué à eux est de niveau H (haut) et bloqués (A) lorsque le signal de commande est de niveau L (bas). Cependant, la relation entre les niveaux H et L du signal de commande et le déblocage ainsi que le blocage des commutateurs S4 - S7 peut être changée selon les désirs.

L'oscillateur montré par la figure 2 fonctionne fondamentalement de manière que le signal de sortie de l'amplificateur opérationnel AMP1 sur le noeud N1 augmente ou baisse entre les tensions constantes VRH, VRL suivant que les commutateurs S4, S5 sont débloqués ou bloqués, et la tension sur le noeud N1 et la tension constante VRH ou RVL sont comparées entre elles, ce qui produit un signal d'horloge Vsor (CLK) qui est de niveau
H ou de niveau L. La vitesse à laquelle la tension sur le noeud N1 augmente ou baisse, c'est-à-dire le gradient de la tension au noeud N1, dépend de l'amplitude de la tension d'entrée Ven. L'oscillateur produit donc un signal d'horloge Vsor dont la fréquence dépend de la tension d'entrée Ven.

On décrira ci-après le fonctionnement d'ensemble de l'oscillateur commandé par tension montré par la figure 2.

Les premier et deuxième filtres à capacités commutées SCF1, SCF2 ont des résistances équivalentes respectivement positive et négative, comme décrit en détail par la suite. Pour la description du fonctionnement d'ensemble de l'oscillateur, il est supposé que les premier et deuxième filtres à capacités commutées SCF1, SCF2 sont considérés comme des résistances équivalentes R1 et
R2 respectivement (voir les figures 4 et 5).

Les figures 4 et 5 sont des schémas équivalents servant à expliquer le fonctionnement de l'oscillateur montré par la figure 2. La figure 4 représente le fonctionnement de l'oscillateur pendant que son signal de sortie Vsor est dans une période TH de niveau H, et la figure 5 représente le fonctionnement de l'oscillateur pendant que son signal de sortie Vsor est dans une période TL de niveau L. Dans la période TH, le commutateur S4 est débloqué et le commutateur S5 est bloqué. Dans la période TL, le commutateur S4 est bloqué et le commutateur S5 est débloqué.

Comme le commutateur S4 est débloqué ou conducteur dans la période TH, la tension d'entrée Ven appliquée, charge le condensateur CO à travers la résistance équivalente R1, ce qui est indiqué par le courant I1 sur la figure 4, de sorte que le potentiel au noeud N2 augmente. Cependant, comme la borne d'entrée directe de l'amplificateur opérationnel AMP1 est reliée à la masse, cet amplificateur fonctionne de manière à maintenir le noeud N2 - connecté à sa borne inverseuse - au potentiel de la masse. Le résultat est que le potentiel au noeud N1 de la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel
AMP1 est abaissé et par conséquent aussi le potentiel de l'électrode du condensateur C0 connectée au noeud N1, ce qui permet la charge du condensateur CO.

Le potentiel au noeud N1 est abaissé continûment jusqu'à ce qu'il atteigne la tension constante inférieure VRL appliquée à la borne d'entrée négative du comparateur COMP1. Quand le potentiel au noeud N1 atteint cette tension constante VRL, la tension de sortie Vsor du comparateur COMP1 passe au niveau L, ce qui est suivi du blocage du commutateur S4 et du déblocage du commutateur
S5. En même temps, la tension constante supérieure VRH est appliquée à la borne d'entrée négative du comparateur COMPî.

Dans la période TL, puisque le commutateur S5 est débloqué, le condensateur C0 est déchargé à travers la résistance équivalente R2, ce qui est indiqué par le courant I2 sur la figure 5, avec le résultat que le potentiel sur le noeud N2 baisse. Cependant, comme la borne d'entrée directe de l'amplificateur AMP1 est reliée à la masse, l'amplificateur maintient le noeud N2, connecté à sa borne inverseuse, au potentiel de la masse. Le résultat est que le potentiel au noeud N1 de la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel AMP1 est augmenté, de sorte que le potentiel de l'électrode du condensateur C0 connectée à ce noeud l'est également, ce qui permet de décharger le condensateur CO.

Le potentiel au noeud N1 est augmenté continûment jusqu'à ce qu'il atteigne la tension constante supérieure VRH appliquée à la borne d'entrée négative du comparateur COMPî. Quand le potentiel au noeud N1 atteint la tension constante VRH, la tension de sortie Vsor du comparateur COMP1 passe au niveau H, ce qui bloque le commutateur S5 et débloque le commutateur 54. En même teraps, la tension constante inférieure VRL est appliquée à la borne d'entrée négative du comparateur COMPî.

Par cette commutation au moyen de la tension de sortie Vsor des commutateurs S4, S5, S6 et S7, le potentiel au noeud N1 peut être abaissé ou augmenté à une vitesse ou suivant un gradient dépendant de la tension d'entrée Ven et des résistances équivalentes R1, R2 des premier et deuxième filtres à capacités commutées SCF1,
SCF2. Le gradient suivant lequel le potentiel au noeud N1 est abaissé ou augmenté, peut être calculé, en utilisant les résistances équivalentes R1, R2, comme indiqué ciaprès.

Dans la période TH, le condensateur CO est chargé par le courant I1, ainsi que le montre la figure 4. En désignant la charge emmagasinée dans le condensateur CO par AQ, on peut la calculer comme suit:
AQ = CO x AV1 = I1 x At.

Le courant I1 est donné par: I1 = Ven/Rî.

D'après ces deux équations, le rapport de AVI et At correspond à:
AV1/At = Ven/(C0 x R1).

De façon semblable, dans la période TL, le condensateur C0 est déchargé par le courant I2, ainsi que le montre la figure 5. Si la charge évacuée ou déchargée du condensateur CO est désignée par AQ, on peut la calculer comme suit:
AQ = CO x AV2 = I2 x At.

Le courant I2 est donné par: I2 = Ven/R2.

D'après ces deux équations, le rapport de AV2 et At correspond à:
AV2/At = Ven/CO x R2).

On décrira maintenant le fonctionnement des filtres à capacités commutées SCF1, SCF2.

La figure 6 représente plus en détail les commutateurs S4, S5 de l'oscillateur commandé par tension montré par la figure 2. Les commutateurs S6, S7 ont également le même schéma que celui représenté sur la figure 6. Ainsi que le montre cette figure, le commutateur S4 comprend un circuit CMOS possédant un transistor P21 à canal P et un transistor Q21 à canal N, et le commutateur
S5 comprend un circuit CMOS possédant un transistor P22 à canal P et un transistor Q22 à canal N. Les transistors sont commandés par la tension de sortie Vsor à travers des inverseurs INV10, INV11 et INV12. Les transistors sont rendus conducteurs lorsque le signal de commande appliqué aux commutateurs est de niveau H et bloqués lorsque le signal de commande est de niveau L.

La figure 7 représente plus en détail le premier filtre à capacité commutée SCF1. Le commutateur S1 de ce premier filtre est constitué par un commutateur
CMOS possédant un transistor P23 à canal P et un transistor Q23 à canal N, ainsi que par un commutateur
CMOS possédant un transistor P24 à canal P et un transistor Q24 à canal N. Les commutateurs CMOS sont alternativement débloqués et bloqués par le signal d'horloge pilote fclk
Les figures 8A et 8B illustrent le fonctionnement du premier filtre à capacité commutée SCF1. Le signal d'horloge pilote fclk est de niveau L dans le cas de la figure 8A et de niveau H dans le cas de la figure 8B.

Selon la figure 8A, la tension d'entrée Ven est appliquée directement au condensateur C1, lequel est chargé par le courant I1 jusqu à Av, par exemple, dans une période At au cours de laquelle le signal d'horloge pilote fclk est de niveau L. Selon la figure 8B, la charge AQ emmagasinée dans le condensateur C1 est déchargée vers un noeud N3 connecté au commutateur S4. La charge AQ et le signal d'horloge pilote fclk sont exprimés comme suit:
AQ = C1 x AV = I1 x At; fclk = l/At.

D'après ces équations, le rapport de AV et I1 correspond à:
AVRIL = 1/(fclk x C1).

Par conséquent, du fait que la résistance équivalente R1 du premier filtre à capacité commutée SCF1 est définie par R1 = AV/I1, ainsi que le montre la figure 7, la résistance équivalente R1 est représentée par:
R1 = 1/( fclk x C1) . (3)
Le premier filtre SCF1 agit comme s'il pompait la charge emmagasinée du condensateur C1 vers le noeud
N3.

En introduisant l'équation (3) dans l'équation (1), on obtient l'équation suivante:
AV1/At = Ven/(C0 x R1) = (Ven x fclk x C1)/C0.

Selon la figure 3, la période TH dans laquelle la tension de sortie Vsor est de niveau H correspond à:
TH = (VRH - VRL) x At/AVl.

Comme la fréquence fl de la tension de sortie
Vsor est proportionnelle à la réciproque de la période
TH, elle est exprimée par:

La figure 9 représente plus en détail le deuxième filtre à capacité commutée SCF2. Le commutateur S2 de ce deuxième filtre est constitué d'un commutateur
CMOS possédant un transistor P25 à canal P et un transistor Q25 à un canal N, d'un commutateur CMOS possédant un transistor P26 à canal P et un transistor
Q26 à canal M, d'un commutateur CMOS possédant un transistor P27 à canal P et un transistor Q27 à canal N, ainsi que d'un commutateur CMOS possédant un transistor
P28 à canal P et d'un transistor Q28 à canal N.

Les électrodes de commande respectives des commutateurs
CMOS sont attaquées par le signal d'horloge pilote fclk.

Les figures 10A et 10B illustrent le fonctionnement du deuxième filtre à capacité commutée SCF2. Quand le signal d'horloge pilote fclk est de niveau L, comme le montre la figure 10A, la tension d'entrée Ven est appliquée au condensateur C1, lequel se charge ainsi par le courant I1 jusqu'à AV. Au moment où le signal d'horloge pilote fclk passe au niveau H, étant donné qu'une électrode du condensateur C1 est reliée à la masse, comme le montre la figure 10B, son autre électrode est maintenue au potentiel - AV, de sorte que le condensateur C1 est chargé par le courant I2 venant d'un noeud N4 qui est connecté au commutateur S5. Ce deuxième filtre SCF2 fonctionne comme s'il pompait la charge emmagasinée à partir du noeud N4 vers la borne d'entrée à laquelle est appliquée la tension d'entrée Ven.

La charge AQ et le signal d'horloge pilote fclk sont exprimés comme suit:
AQ = C1 x AV = I2 x At; fclk = 1/At.

D'après ces équations, le rapport de AV et I2 correspond à:
AV/I2 = 1/(fclk x C1).

Par conséquent, comme la résistance équivalente
R2 du deuxième filtre SCF2 est définie par R2 = - Au/12, ainsi que le montre la figure 9, la résistance équivalente R2 est représentée par:
R2 = - 1/( fclk x Cl). . (5)
En introduisant l'équation (5) dans l'équation (2), on obtient l'équation suivante:
AV2/At = Ven/(C0 x R2) = -(Ven x fclkxC1)/CO,
Selon la figure 3, la période TL dans laquelle la tension de sortie Vsor est de niveau L, est définie par:
TL = (VRH - VRL) x At/AV2.

Puisque la fréquence f1 de la tension de sortie
Vsor est proportionnelle à la réciproque de la période
TL, elle est exprimée par:

L'équation (6) est la même que l'équation (4) indiquée précédemment. Cela provient de ce que les filtres à capacités commutées SCF1 et SCF2 comportent le même condensateur C1.

Ainsi que cela ressort des équations (4) et (6), la fréquence f de la tension de sortie Vsor est proportionnelle à la valeur de la tension d'entrée Ven et déterminée par les tensions constantes VRH, VRL et le rapport des valeurs des condensateurs (C1/C0). Le signal d'horloge pilote fclk et les tensions constantes VRH, VRL peuvent être rendus exempts de variations dues au processus de fabrication par l'agencement du circuit. Bien que les valeurs des condensateurs C1, CO soient sujettes à des variations dues au processus de fabrication, compte tenu de la relation:
C = eS/d (e: constante diélectrique, S: aire
de surface, d: épaisseur de film), le rapport C1/CO supprime les variations des valeurs des condensateurs C1, CO dues au processus de fabrication, de sorte que la fréquence du signal d'horloge produit par l'oscillateur commandé par tension peut être rendue exempte des variations dues au processus de fabrication.

La figure 11 représente un schéma équivalent de l'oscillateur commandé par tension montré par la figure 2 pendant que le signal de sortie Vsor de cet oscillateur est dans une période TH de niveau H, et la figure 12 représente un schéma équivalent de cet oscillateur pendant que son signal de sortie Vsor est dans une période TL de niveau L.

Dans la période TH, les commutateurs S4, S6 sont débloqués, ainsi que le montre la figure 11, comme ils sont débloqués dans le cas montré par la figure 4.

Ainsi que cela découle de la description qui précède du fonctionnement du premier filtre à capacité commutée
SCF1, ce premier filtre agit comme s'il pompait la charge emmagasinée vers le noeud N3 en fonction de la tension d'entrée Ven et en synchronisme avec le signal d'horloge pilote fclk Par conséquent, le courant I1 charge le condensateur CO. Cependant, comme la borne d'entrée directe de l'amplificateur opérationnel AMP1 est reliée à la masse, cet amplificateur maintient le noeud N2 au potentiel de la masse de cette borne. Le résultat est que le potentiel au noeud N1 de la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel AMP1 est abaissé.

Comme l'indique la figure 3, dans la période
TH, le potentiel au noeud N1 est abaissé pas à pas en synchronisme avec le signal d'horloge pilote fclk jusqu'à ce qu'il atteigne la tension constante inférieure VRL appliquée à la borne d'entrée négative du comparateur COMPI. Au moment où le potentiel au noeud N1 atteint la tension constante VRL, la tension de sortie Vsor passe au niveau L, aux instants t2 et t4.

Dans la période TL, les commutateurs S5, S7 sont débloqués, ainsi que le montre la figure 12, comme ils sont débloqués dans le cas montré par la figure 5.

Ainsi que cela ressort de la description qui précède du fonctionnement du deuxième filtre à capacité commutée
SCF2, ce filtre agit comme s'il pompait la charge emmagasinée à partir du noeud N4 en fonction de la tension d'entrée Ven et en synchronisme avec le signal d'horloge pilote fclk. Par conséquent, le courant I2 décharge le condensateur CO. Cependant, comme la borne d'entrée directe de l'amplificateur opérationnel AMP1 est reliée à la masse, cet amplificateur maintien le noeud N2 au potentiel de la masse de cette borne non inverseuse. Le résultat est que le potentiel au noeud N1 de la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel AMP1 est augmenté.

Comme le montre la figure 3, dans la période
TL, le potentiel au noeud N1 est augmenté pas à pas en synchronisme avec le signal d'horloge pilote fclk jusqu'à ce qu'il atteigne la tension constante supérieure VRH appliquée à la borne d'entrée négative du comparateur COMPl. Au moment où le potentiel au noeud N1 atteint cette tension constante, la tension de sortie Vsor passe au niveau L, aux instants tl et t3.

La figure 13 représente un schéma équivalent d'un oscillateur commandé par tension qui est modifié et diffère de l'oscillateur commandé par tension montré par la figure 2 par le fait que le premier filtre à capacité commutée SCF1 est remplacé par un autre filtre à capacité commutée SCF3. Comme on peut le voir sur la figure 13, ce dernier comprend des commutateurs S8, S9 qui peuvent être débloqués et bloqués par le signal d'horloge pilote fclk, ainsi qu'un condensateur C1. La filtre SCF3 est semblable au deuxième filtre à capacité commutée SCF2, sauf que les commutateurs S8, S9 fonctionnent autrement que les commutateurs 82, 83.

La figure 13 représente les états ou positions des commutateurs S4, S5, S6 et S7 pendant que la tension de sortie Vsor de l'oscillateur est de niveau H. Quand cette tension de sortie est de niveau L, l'oscillateur fonctionne de la même manière que celle montrée par la figure 12.

Les figures 14 et 15 illustrent le fonctionnement du filtre à capacité commutée SCF3 comportant les commutateurs S8, S9. Lorsque le signal d'horloge pilote fclk est de niveau H, le commutateur S8 est connecté à la borne d'entrée et le commutateur S9 est connecté au noeud N3, ainsi que le montre la figure 14. Le résultat est que le condensateur C1, connecté par une électrode à la borne d'entrée, est chargé à AQ, par exemple, par la tension d'entrée Ven appliquée à cette borne. L'électrode opposée du condensateur C1 est également maintenue au potentiel correspondant à AQ selon le principe de la conservation de la charge. I1 s'ensuit que l'électrode du condensateur CO connectée au noeud N2 tend à prendre une tension correspondant à AQ. Toutefois, comme la borne d'entrée directe de l'amplificateur opérationnel AMP1 est reliée à la masse, cet amplificateur maintient au potentiel de la masse l'élec- trode du condensateur CO connectée au noeud N2, abaissant ainsi le potentiel au noeud N1.

Quand le signal d'horloge pilote fclk passe au niveau L, ainsi que le montre la figure 15, les commutateurs S8, S9 sont connectés à la masse, ce qui ramène la tension des électrodes du condensateur C1 à O V. Quand le signal d'horloge pilote fclk passe consécutivement au niveau H, le potentiel au noeud N1 baisse en fonction de la tension correspond à AQ, comme le montre la figure 14.

A ce moment, la tension correspondant à AQ est la même que celle correspondant à la charge emmagasinée dans le condensateur C1, comme décrit précédemment en référence aux figures 7 et 8A, 8B. Donc, la valeur de résistance de la résistance équivalente du filtre à capacité commutée SCF3 est représentée par:
R3 = 1/f fclk x C1).

Il s'ensuit que la fréquence f de la tension de sortie
Vsor de l'oscillateur modifié selon la figure 13 est également exprimée par l'équation (4) indiquée précédemment.

La figure 16 représente un oscillateur commandé par tension selon une variante de réalisation de l'invention. Alors que l'oscillateur des figures 2 et 13 est du type convertissant la tension d'entrée Ven directement en une fréquence (Vsor), dans l'oscillateur montré par la figure 16, un courant I10 est produit en fonction de la tension d'entrée Ven, un condensateur C10 est chargé et déchargé par ce courant I10 et un potentiel variable sur le noeud N10 - connecté au condensateur C10 - est comparé avec les tensions constantes VRH, VRL par un comparateur
COMP2 en vue de la conversion en une fréquence de (Vsor).

L'oscillateur montré par la figure 16 comporte un convertisseur tension-courant 30 qui comprend un amplificateur opérationnel AMP2, des transistors P1, P2, P3 à canal P, des transistors Q1, Q2 à canal N, une résistance R10 et des commutateurs S10, S12. Les grilles respectives des transistors P1, P2 et P3 à canal P sont connectées à la borne de sortie de l'amplificateur AMP2, et le drain du transistor P1 est connecté à la borne d'entrée inverseuse de l'amplificateur AMP2. Ce dernier commande une tension, représentée par le produit du courant I10 généré par le transistor P1 et de la résistance
R10, de manière qu'elle soit égale à la tension d'entrée
Ven. Plus particulièrement, si la tension d'entrée Ven est plus élevée, l'amplificateur opérationnel AMP2 fait varier sa tension de sortie afin d'augmenter le courant I10 et de relever ainsi le niveau du drain du transistor
P1. Si la tension d'entrée Ven est plus faible, l'amplificateur AMP2 fait varier sa tension de sortie afin de réduire le courant I10 et d'abaisser ainsi le niveau du drain du transistor P1. Par conséquent, I'amplificateur AMP2 commande sa tension de sortie, en vue de la génération du courant I10, en fonction de l'amplitude de la tension d'entrée Ven.

Comme la borne de sortie de l'amplificateur opérationnel AMP2 est connectée aux autres transistors
P2, P3, les courants I12 et I13 générés par ces autres transistors sont également commandés, quant à leurs intensités, pour que celles-ci soient proportionnelles à la tension d'entrée Ven. Si les transistors P1, P2 et P3 possèdent les mêmes dimensions, tous les courants I10,
I11 et I12 sont égaux entre eux.

Puisque les transistors Q1, Q2 forment un montage de courant à rapport géométrique appelé circuit à miroir de courant, le courant I13 passant par le transistor Q2 est proportionnel au courant I11 passant par le transistor Q1. Si les transistors Q1 et Q2 ont les mêmes dimensions, les courants I11 et I13 sont égaux.

Donc, le convertisseur tension-courant 30 produit des courants I12, I13 proportionnels à l'amplitude de la tension d'entrée Ven.

La figure 17 représente les formes d'ondes de signaux apparaissant dans l'oscillateur commandé par tension montré par la figure 16 pour illustrer le fonctionnement de cet oscillateur. Les commutateurs S10, 512, S14 et S16 selon la figure 16 sont commandés par la tension de sortie Vsor. Lorsque cette tension est de niveau L, le commutateur S10 est rendu conducteur ou débloqué (M), de sorte que le condensateur C10 est chargé et que le potentiel au noeud N10 augmente. Quand ce potentiel atteint la tension constante VRH, la tension de sortie Vsor du comparateur COMP2 passe au niveau H, ce qui rend conducteur ou débloque les commutateurs S12 et
S14. Le condensateur C10 est alors déchargé par le courant I13 et le potentiel au noeud N10 est abaissé.

Quand le potentiel de ce noeud atteint la tension constante VRL, la tension de sortie Vsor du comparateur
COMP2 passe au niveau L.

Parce que le courant de charge I12 et le courant de décharge I13 ont des intensités respectives proportionnelles à la tension d'entrée Ven, la vitesse de charge et de décharge du condensateur C10 est proportionnelle à l'amplitude de la tension d'entrée Ven et la fréquence est fonction de cette tension d'entrée.

Dans la période TH indiquée par la figure 17, puisque le condensateur C10 est déchargé par le courant
I13, le rapport de AV et At est exprimé comme suit:
AV/At = 113/ClO.

La période TH correspond à:

Donc, puisque sa fréquence f10 = 1/TH et le courant I13 oo I10 = Ven/R10, la fréquence f10 est représentée par:

La relation indiquée ci-dessus de l'équation (7) est également satisfaite lorsque le condensateur C10 est chargé.

Ainsi que cela découle de l'équation (7) cidessus, la fréquence f10 est sujette à des variations dues au processus de fabrication du condensateur C10 et de la résistance R10.

Pour éliminer cet inconvénient, l'oscillateur commandé par tension montré par la figure 16 comporte un générateur de tensions constantes 40, servant à produire les tensions constantes VRH et VRL, qui comprend un circuit incorporant un filtre à capacité commutée SCF4 pour supprimer les variations dues au processus de fabrication du condensateur ClO et de ia résistance R10, comme indiqué par l'équation (7).

Le générateur de tensions constantes 40 comprend un amplificateur opérationnel AMP3, une résistance d'entrée R3 et un filtre à capacité commutée SCF4 en tant que résistance de réaction R4. Une tension constante VR, produite par une source de tension séparée, est appliquée à travers la résistance R3 et un noeud N12 à une borne d'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel AMP3, et une tension de O V ou une tension constante V10 est appliquée à une borne d'entrée directe de cet amplificateur. Celui-ci produit sur un noeud N14 une tension de sortie en tant que tension constante supérieure VRH, laquelle est divisée par les résistances R5 et R6 pour la production d'une tension servant de tension constante inférieure VRL.

Les résistances R3, R4 et l'amplificateur opérationnel AMP3 forment ce que l'on appelle normalement un amplificateur inverseur dont le coefficient d'amplification est représenté par R4/R3. L'amplificateur inverseur commande plus spécifiquement le noeud N12 pour maintenir le potentiel de O V, par exemple, sur la borne d'entrée directe de l'amplificateur opérationnel AMP3. Par conséquent, le courant I20 traversant la résistance R3, est exprimé par: I20 = VR/R3.

Si le même courant I20 circule à travers la résistance de réaction R4 dans le sens indiqué par la flèche sur la figure 16, la tension constante supérieure
VRH est représentée par: VRH = - I20 x R4.

Puisque la valeur de la résistance équivalente du filtre à capacité commutée SCF4 est exprimée par:
R4 = 1/( fclk x C30), et que la tension constante inférieure VRL est exprimée par VRL = K x VRH, la différence VRH - VRL entre les tensions constantes VRH et VRL est représentée comme suit:

Conformément aux équations(7) et (8), la fréquence f10 est exprimée par:

Du fait que le produit d'une capacité C et d'une résistance R est présent à la fois dans le dénominateur et dans le numérateur de l'équation (9), les différences entre les capacités et les résistances provoquées par des variations du processus de fabrication s'annulent mutuellement.

Comme décrit précédemment, le générateur de tensions constantes 40 comporte un amplificateur inverseur dont le coefficient d'amplification est représenté par le rapport des valeurs de résistance de la résistance d'entrée R3 et de la résistance de réaction R4, cette dernière étant constituée par le filtre à capacité commutée SCF4 et représentée par la réciproque de la capacité du condensateur C30. De cette manière, le composant CR dans l'équation (7) peut être supprimé.

Le filtre à capacité commutée SCF4 dans le générateur de tensions constantes 40 montré par la figure 16, peut être remplacé par le générateur de tension constante SCF3 représenté dans les figures 13, 14 et 15 pour, de façon analogue, produire un signal d'horloge de fréquence qui est exempt de variations dues au processus de fabrication. Le générateur de tension constante SCF3 a la même résistance équivalente que celle du générateur de tensions constantes SCF4 et il fonctionne de la manière déjà décrite précédemment.

La figure 18 est une représentation de chacun des amplificateurs opérationnels AMP1, AMP2 et AMP3.

Ainsi que le montre cette figure, chacun de ces amplificateurs comprend un comparateur 15a pour comparer la tension d'entrée Ven et une valeur inverse de la tension d'entrée Ven, de même qu'un amplificateur 15b pour amplifier le signal de sortie du comparateur 15a. Ce dernier comprend une paire de transistors de charge P10, P11 qui forment conjointement un circuit à miroir de courant, un transistor Q12 servant de source de courant constant et à la grille duquel est appliquée une tension constante V1, ainsi qu'une paire de transistors Q10, Q11. dont les grilles reçoivent respectivement la tension d'entrée Ven et sa valeur inverse. Le drain du transistor Q11 est connecté à la grille d'un transistor P12 à canal P dont le drain est connecté à une borne de sortie Vo. Un transistor Q13 sert de source de courant constant, à laquelle est appliquée une tension constante V2.

Lorsque la tension d'entrée Ven est réduite, la conductance du transistor Q10 augmente et la conductance du transistor Q11 diminue. De ce fait, le potentiel au drain du transistor Q11 est abaissé, inversé puis amplifié par le transistor P12 à canal P, ce qui provoque une augmentation de la tension de sortie sur la borne de sortie Vo.

Par conséquent, lorsque, dans l'amplificateur opérationnel AMP2 montré par la figure 16, la tension de sortie sur la borne de sortie Vo augmente, le potentiel de la grille du transistor P12 à canal P s'élève, ce qui réduit le courant I10. Le résultat est que le potentiel sur la grille du transistor Q11, auquel la chute de tension produite aux bornes de la résistance R10 est appliquée en tant que valeur inverse de la tension d'entrée/Ven, diminue aussi. Lorsque la différence entre la tension d'entrée Ven et la valeur inverse/Ven de celle-ci devient nulle, 15inplificateur opérationnel fonctionne de manière stable. Lorsque la tension d'entrée Ven est augmentée, l'amplificateur opérationnel fonctionne à l'inverse de ce qui vient d'être décrit, en augmentant le courant I10.

La figure 19 est une représentation de chacun des comparateurs COMP1 et COMP2. Comme le montre cette figure, chacun d'eux comprend un comparateur d'entrée 18a, un amplificateur 18b pour amplifier le signal de sortie du comparateur d'entrée 18a et un convertisseur de sortie 18c pour convertir le signal de sortie de l'amplificateur 18b en un signal numérique de niveau H ou de niveau L. Le comparateur d'entrée 18a et l'amplificateur 18b sont respectivement identiques au comparateur 15a et à l'amplificateur 15b de l'amplificateur opérationnel montré par la figure 18. A l'intérieur du comparateur, l'amplificateur 18b est connecté par sa borne de sortie à une borne d'entrée d'un inverseur CMOS, lequel sert de convertisseur de sortie 18c et comprend un transistor P13 à canal P et un transistor Q14 à canal N. La tension de sortie Vsor du convertisseur 18c passe d'un niveau H à un niveau L, ou inversement, chaque fois que le rapport de potentiel entre les tensions d'entrée V+ et V- appliquées au comparateur d'entrée 18a change.

Au cas où la tension d'entrée V+ est plus grande que l'autre tension d'entrée V-, la conductance du transistor Q10 devient plus faible et la conductance du transistor Qll devient plus forte. Donc, le potentiel sur le drain du transistor Qll est augmenté, inversé puis amplifié par le transistor P12 à canal P. Le potentiel sur le drain du transistor P12 est abaissé, ce qui produit une tension de sortie Vsor de niveau H. Par conséquent, lorsque V+ > V-, la tension de sortie Vsor est de niveau
H. Inversement, lorsque V+ < V-, la tension de sortie
Vsor est de niveau L.

Les filtres à capacités commutées décrits pré cedemment sont réalisables selon différents autres circuits par l'homme de métier. Egalement dans ces autres circuits possibles, le filtre à capacité commutée est commandé par un signal d'horloge pilote et sa résistance équivalente est représentée par la réciproque du produit de la capacité et de la fréquence du signal d'horloge pilote pour rendre la fréquence de la tension de sortie de l'oscillateur commandé par tension exempte de variations dues au processus de fabrication du condensateur C et de la résistance R.

Bien que certains modes de réalisation préférés de l'invention aient été représentés et décrits en détail, il est évident que divers changements et modifications sont possibles sans sortir du cadre de l'invention.

Claims (10)

REVENDICATIONS

1. Oscillateur commandé par tension, destiné à produire à sa sortie un signal d'horloge ayant une fréquence dépendant de la valeur et notamment de l'amplitude d'une tension d'entrée appliquée à l'oscillateur, caractérisé en ce qu'il comprend:

un premier filtre à capacité commutée (SCF1, SCF3) connecté fonctionnellement à une borne de tension d'entrée, à laquelle est fournie la tension d'entrée, et conçu pour être commuté en réponse à un signal d'horloge pilote en vue de la fourniture d'un courant positif dépendant de la tension d'entrée;

un deuxième filtre à capacité commutée (SCF2) connecté fonctionnellement à la borne de tension d'entrée et conçu pour être commuté en réponse au signal d'horloge pilote en vue de la fourniture d'un courant négatif dépendant de la tension d'entrée;

un amplificateur opérationnel (AMP1) ayant une borne d'entrée (N2) pouvant être connectée alternativement au premier et au deuxième filtre à capacité commutée par un premier commutateur (S4, S5) qui peut être rendu conducteur en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie (fclk) de même qu'une autre borne d'entrée à laquelle peut être fournie une tension constante (masse), l'agencement étant tel que le potentiel sur une borne de sortie (N1) de l'amplificateur opérationnel est abaissé lorsque cet amplificateur reçoit le courant positif (I1) à travers un circuit de contre-réaction prévu entre la borne d'entrée (N2) et la borne de sortie (N1), et que le potentiel sur la borne de sortie (N1) est augmenté lorsque l'amplificateur opérationnel reçoit le courant négatif (I2) à travers le circuit de contre-réaction; et

un comparateur (COMP1) pour comparer le potentiel sur la borne de sortie (N1) de l'amplificateur opérationnel alternativement avec une première tension constante (VRH) et une deuxième tension constante (VRL) qui peuvent être commutées en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie, la deuxième tension constante étant inférieure à la première tension constante, de manière à produire ainsi le signal d'horloge de sortie.

2. Oscillateur commandé par tension selon la revendication 1, dans lequel le premier filtre à capacité commutée (SCF1) comprend un condensateur (C1) dont une électrode est connectée à une borne de tension constante (masse) et une autre électrode peut être connectée alternativement à la borne de tension d'entrée (Ven) et au premier commutateur (S4) à travers un deuxième commutateur (S1) commandé par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente (R1) dont la valeur de résistance dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

3. Oscillateur commandé par tension selon la revendication 1, dans lequel le premier filtre à capacité commutée (SCF3) comprend un condensateur (C1) ayant une électrode qui peuL être connectée alLernativement à la borne de tension d'entrée (Ven) et à une borne de tension constante (masse) par un troisième commutateur (S8) commandé par le signal d'horloge pilote, et une autre électrode pouvant être connectée alternativement au premier commutateur (S4) et à la borne de tension constante (masse) par un quatrième commutateur (S9) commandé en phase avec le troisième commutateur (S8) par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente (R1) ayant une valeur de résistance dépendant de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

4. Oscillateur commandé par tension selon la revendication 1, dans lequel le deuxième filtre à capacité commutée (SCF2) comprend un condensateur (C1) dont une électrode est connectable alternativement à la borne de tension d'entrée (Ven) et à une borne de tension constante (masse) à travers un cinquième commutateur (S2) commandé par le signal d'horloge pilote, et dont une autre électrode est connectable alternativement au premier commutateur (S5) et à la borne de tension constante à travers un sixième commutateur (S3) commandé en opposition de phase avec le cinquième commutateur (S5) par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente (R2) dont la valeur de résistance dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

5. Oscillateur commandé par tension selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel le comparateur (COMP1) possède une borne d'entrée connectée fonctionnellement à la borne de sortie (N1) de l'amplificateur opérationnel (AMP1) et une autre borne d'entrée à laquelle est fournie la première tension constante (VRH) lorsque le potentiel sur la borne de sortie de l'amplif i- cateur opérationnel augmente et à laquelle est fournie la deuxième tension constante (VRL) lorsque le potentiel sur la borne de sortie de l'amplificateur operationnei baisse.

6. Oscillateur commandé par tension, destiné à produire en sortie un signal d'horloge (Vsor) ayant une fréquence qui dépend de la valeur et notamment de l'amplitude d'une tension d'entrée (Ven) appliquée à l'oscillateur, caractérisé en ce qu'il comprend:

un convertisseur tension-courant (30) servant à produire un courant (I12, I13) fonction de la tension d'entrée, laquelle est fournie à travers une borne de tension d'entrée;

un condensateur (C10) chargeable/déchargeable, destiné à être chargé et déchargé en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie par un courant (I12, I13) produit par le convertisseur tension-courant;

un comparateur (COMP2) servant à comparer la tension aux bornes du condensateur (C10), pendant que celui-ci est chargé et déchargé alternativement, avec une première tension constante (VRH) et une deuxième tension constante (VRL) qui peuvent être commutées en synchronisme avec le signal d'horloge de sortie, la deuxième tension constante étant inférieure à la première tension constante, de manière à produire ainsi le signal d'horloge de sortie; et

un amplificateur opérationnel (40) possédant une résistance d'entrée (R3) connectée à une borne d'entrée (N12) de cet amplificateur et une résistance de réaction (R4) prévue entre cette borne d'entrée (N12) et une borne de sortie (N14) de l'amplificateur;

la résistance de réaction (R4) comprenant un troisième filtre à capacité commutée (SCF4) dont la commutation est commandée par le signal d'horloge pilote.

7. Oscillateur commandé par tension selon la revendication 6, dans lequel le troisième filtre à capacité commutée (SCF4) comprend un condensateur (C30) dont une électrode est connectée à une borne de tension constante (masse) et une autre électrode est connectable alternativement à la borne d'entrée (nui) et à la borne de sortie (N14) à travers un deuxième commutateur (S18) commandé par le signal d'horloge pilote, ainsi qu'une résistance équivalente (R4) dont la valeur de résistance dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

8. Oscillateur commandé par tension selon la revendication 6, dans lequel le troisième filtre à capacité commutée (SCF4, SCF3) comprend un condensateur (C1) dont une électrode est connectable alternativement à la borne d'entrée (N12) et à une borne de tension constante (masse) à travers un troisième commutateur (S4) commandé par le signal d'horloge pilote, et dont une autre électrode est connectable alternativement à la borne de sortie (N14) et à la borne de tension constante (masse) à travers un quatrième commutateur (S9) commandé en phase avec le troisième commutateur (S8) par le signal d'horloge pilote, de même qu'une résistance équivalente ayant une valeur de résistance qui dépend de la réciproque du produit de la capacité dudit condensateur et de la fréquence du signal d'horloge pilote.

9. Oscillateur commandé par tension selon la revendication 6, dans lequel le convertisseur tensioncourant (30) comprend:

une première source de courant constant (I12) servant à produire un courant constant fonction de la tension d'entrée;

une deuxième source de courant constant (I13) servant à produire un courant constant fonction de la tension d'entrée;

un septième commutateur (S10) connecté entre la première source de courant constant (I12) et une borne du condensateur (C10) chargeable/déchargeable, commutateur qui est conçu pour être débloqué (rendu conducteur) et bloqué par le signal d'horloge de sortie produit par le comparateur; et

un huitième commutateur (S12) connecté entre la deuxième source de courant constant (S13) et une borne du condensateur (C10) chargeable/déchargeable, commutateur qui est conçu pour être débloqué (rendu conducteur) et bloqué alternativement, à l'aide du septième commutateur (S10), par le signal d'horloge de sortie produit par le comparateur.

10. Boucle à verrouillage de phase servant à produire un signal de sortie en phase avec un signal d'entrée, le signal de sortie ayant une fréquence représentant un multiple de la fréquence du signal d'entrée, caractérisée en ce qu'elle comprend:

un comparateur de phase (10) pour détecter une différence de phase entre le signal d'entrée et un signal de comparaison produit par la division de la fréquence du signal de sortie par un nombre prédéterminé;

un oscillateur commandé par tension (11) selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, destiné à produire ledit signal de sortie en réponse à une tension de sortie (Ven) du comparateur de phase; et

un diviseur de fréquence (12) pour diviser la fréquence du signal de sortie par ledit nombre prédéterminé.