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Un detecteur de phase a 110 MHz
NUCLE&R INSTRUMENTS AND METHODS 28 (1964) 277-278 ; (0 NORTH-HOLLAND PUBLISHING CO .
UN DETECTEUR DE PHASE A 110 Nfth R. ARNAL et G. BEUCHOT lnsffiui Naiionai des Sciences Appliquées, Déparleftwnt de Physique, Villeurbanne (Rhône), France
Reçu le 1 novembrè 1963 A PhRw stnSitive detector eving a correct detection up to 100 MHz is described . Such a frequency is reached by %ming a square wave generator which, by blocking transistors just at the limit, makes for rapid deblocking-
Dans de noinbreus.es applications : spectromètre à résonance, magnétique nucléaire en charap fort,, stabilisation en fréquence d'Un.k1yst~on,'), réception d'ondes m(.)du1ê~&!1 phase ou en,~-,fréq»ençe, il peut être intérmant d%tiliser un. détectéùr de phm à des fréquÀ eWées de rordre de 100 MHz par exemple.
b) D'autre part, polariser les tran!Ïstors de manière qu'ils soient juste à la limite du blocage pendant une demi-période (fig. 1, courbe b).
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partir dé fFëquenœs de l'ordre de 50 MHz, il semblç, qW~1 idetiit pas possible de réaliser une détecdo àê phisé sur' la fi~quenœ du' signal, e,: il était à chwigeInent Oc fréquence d7introduirt. . . e UHZ og ou ênê~re &taire -cette détecfion sur basse fréquence. Nous proposons le une modulation à schéffl d7un détemurdephase qui a donné unerépons,e , Jiî~qù'~ J` , Z. ùn tonctionnemint correct d'un détecteur de phase le peut ètr-- obtenu que si les transistors conduisent pendant une demi-période etsont bloqués durant l'autre m~cefflifê
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,demi-période . Or à des fruquences de l'ordre de 100 MHzla demi-péri,-.)de est de 5 ns et si lon attaque les transistors avec une forme d'onde sinusoïdale, on ne peut réaliser un temps de déblocage suffisamment court
(~~g. 1, courbe a).
base Vidée ~de ~u1 a conduit au détecteur de phase PrOPO§é,.-est~.1à~sùivante . 4) Utiliser ",~généra:teur de créneaux donnant des e
temps. decommutation de rordrede 1 ns. Pour cela, on utilise un générateur de type BorChi2) .
Fig. 1. Formes d'onde polarisant ie transistor . a) Méthode classique -, b) Méthode proposée .
Ces deux faits permettent d'amener rapidement les transistors à l'état de conduction . Le schéma réalisé est le suivant : Les transistors ne sont pas appariés et sont équilibrés en continu par un potentiomètre de 2.00 Q découplé par 10 nF dans la base du transistor qui conduit le plus. Le transformateur est réalisé par deux bobines à air, le secondaire à po nt milieu étant à lintérieur du primaire . Toutes les tensicns d'alimentatiort peuvent être prise, à une même source de 15 V. Dans notre montage, les créneaux étant négatifs, les transistors conduisent en l'absence du signal de référence et sont bloqués par les créneaux . Pour réaliser l'essai de ce détecteur, nous avons préievé sur 1"oseîllateur de référence un signal plus faible que l'on utilise comme signal à détecter . Les créneaux du signal de référence cont une amplitude d'environ 800 à 900 mV créte et le signal étudié, une amplitude de 80 à 90 mV. Le signal à étudier est déphasé dans une ligne de longueur variable . Il n'est pas néceFsaire que ce signal soit de forme rectangulaire 277
R . ARNAL ET G. SEUCHOT
et roin peut accorder le primaire du transformateur et signal sinusoîdal . travailler aN= un Le réglage de la polarimtion du détecteur de phase et hauteur des impulsions de réfêrence dcÂt être awc pHciùm,,pour obtenir une bonne- détec ti,on, surtout M Mr c%tuer ce riglage, on , r le courant moyen dans une urs et régler la hauteu- relatide la polarisation pour que le cou. présence du signal de référence soit rieur à la moitié de la valeur du coucontinu débité en labsence de tout signal . Le want moyen débité en présence du signal est de
L'essai en température k. ~té fait de 20 à 60' centigrade, il n'y a pas de dérive notable du zéro. La dérwe en température apparait comme la dîfférence dc,s dérives propres à chaque transistor, dues à
,!!)es de réponw montrent que la détection de correctement (fig. 3 courbe de réponse
Fîg. 4. Diagrimine -jectoriel de la détection. signal de rêféretice ; JE = signal à étudier dans chaque ~itorä~ dete "~~ä à
variation du courant Icgo et de la tension Vlala. Or le montage étant base commune, lŒc, n'est pas amplifié
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zionn c.o-m,-ine .ide mon
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tc,:teur de phasic- A I 10 IM Hz . I
, -~bwAr un symi conthiu proporPamplitude du signal à rapport au signal de référence mme vectoriel de la détection
de conduction entre les 2 - El est E ces çp . si ~ siant la courbe relevée . En ue, pour ftalon nOtIs a~fOns utilisé une ligne dont Pous faisons vain la longueur en lui joutant des tronçons de à air . Le ;iiveau d'entrée n'est pas parfaitement constant et nous ei&rtuons Line correction E du sigral appiiqués avons aussi effectué des essais de stabilité dans transi
du temps nous avons noté une dérive 45 i-mnutes à une fréqueace de 7 : 31iX f'réqUc -nceÇ~ incheures les résultats sont meilleurs~
et la dérive due à ce terme est négligeable Icoo variant de 03e 4 3M dm la ~ae entre les deux transistors reste inférieur à 1 yA, ce qui correspond à une dérive de l'ordre de 10' avec la sensibilité que nous avions. La dérive de VgE est aussi très faible . En prati lut, elle est bien inférieure à 1 mV soit 20' en angle bien que les transistors ne soient pas appariés. Nous avons donc réalisé un appareil prmtent des mesures de phne cu du retards pour des fréquences pouvant attcîr dre 110 MHz. On peut aussi faire suivre ce circuit d*un réseiu dîfférentiateur pour obtenir un détecteur de fréqueacc. P.S . Ce moâtage a été étudié pour être l'étage final lun spectroméue de RW * où il est nécessaire d'avoir une fréquence püot,,.- extrésnement stable que n'assure pas le générateur dû créneaux de BorChi2) (stabilité en fréquencelO'). Nous nous proposons ou bien de stabiliser un tel générateur en prenant comme référence un pilote à quartz, et il a été montré que c'était possîble en jouant sur la tersion d'alimentation), ou bien de mettre en forme la sortie d'un escillattir à quartz. Nous n'avons pas pu tester c:,~- rirewt awdelà de 110 MHz, fréquence maximum dun géné-.attur de t -'k'ic,Ili L~~feu les i1-~u-1,sîsiorS iîçiuç'is . il nons sem bie, compte-tenu de la ~jua1ité de la détection cie phase à 110 MÎP7, qu*elle sc.it encore possible à des fréquences supérieures si l'ori disposait d'un générateur de crêneaux aux fréqucnces correspondantes . R. W. Zimmerer, Rc~,. Sci. 1-istr . 30 (1950) 1052 ') R.Borchi, Nucl . Instr, an(i Metli. 24 ~1963) 121
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UN DETECTEUR DE PHASE A 110 Nfth R. ARNAL et G. BEUCHOT lnsffiui Naiionai des Sciences Appliquées, Déparleftwnt de Physique, Villeurbanne (Rhône), France
Reçu le 1 novembrè 1963 A PhRw stnSitive detector eving a correct detection up to 100 MHz is described . Such a frequency is reached by %ming a square wave generator which, by blocking transistors just at the limit, makes for rapid deblocking-
Dans de noinbreus.es applications : spectromètre à résonance, magnétique nucléaire en charap fort,, stabilisation en fréquence d'Un.k1yst~on,'), réception d'ondes m(.)du1ê~&!1 phase ou en,~-,fréq»ençe, il peut être intérmant d%tiliser un. détectéùr de phm à des fréquÀ eWées de rordre de 100 MHz par exemple.
b) D'autre part, polariser les tran!Ïstors de manière qu'ils soient juste à la limite du blocage pendant une demi-période (fig. 1, courbe b).
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(~~g. 1, courbe a).
base Vidée ~de ~u1 a conduit au détecteur de phase PrOPO§é,.-est~.1à~sùivante . 4) Utiliser ",~généra:teur de créneaux donnant des e
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Fig. 1. Formes d'onde polarisant ie transistor . a) Méthode classique -, b) Méthode proposée .
Ces deux faits permettent d'amener rapidement les transistors à l'état de conduction . Le schéma réalisé est le suivant : Les transistors ne sont pas appariés et sont équilibrés en continu par un potentiomètre de 2.00 Q découplé par 10 nF dans la base du transistor qui conduit le plus. Le transformateur est réalisé par deux bobines à air, le secondaire à po nt milieu étant à lintérieur du primaire . Toutes les tensicns d'alimentatiort peuvent être prise, à une même source de 15 V. Dans notre montage, les créneaux étant négatifs, les transistors conduisent en l'absence du signal de référence et sont bloqués par les créneaux . Pour réaliser l'essai de ce détecteur, nous avons préievé sur 1"oseîllateur de référence un signal plus faible que l'on utilise comme signal à détecter . Les créneaux du signal de référence cont une amplitude d'environ 800 à 900 mV créte et le signal étudié, une amplitude de 80 à 90 mV. Le signal à étudier est déphasé dans une ligne de longueur variable . Il n'est pas néceFsaire que ce signal soit de forme rectangulaire 277
R . ARNAL ET G. SEUCHOT
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L'essai en température k. ~té fait de 20 à 60' centigrade, il n'y a pas de dérive notable du zéro. La dérwe en température apparait comme la dîfférence dc,s dérives propres à chaque transistor, dues à
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