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Auteur(s)
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Vincent GIORDANO : Directeur de recherche CNRS - Laboratoire de physique et de métrologie des oscillateurs (LPMO), CNRS/université de Franche-Comté
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Enrico RUBIOLA : Professeur, université Henri-Poincaré (Nancy-I)/École supérieure des sciences et technologies de l’ingénieur de Nancy (ESSTIN) - Laboratoire de physique des milieux ionisés et applications (LPMIA)
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Lire l’articleINTRODUCTION
La synthèse de fréquence consiste à générer à partir d’un signal fourni par un oscillateur de référence, un signal de fréquence différente. La stabilité de fréquence de l’oscillateur de référence est alors transférée au signal généré dont la fréquence correspond aux besoins de l’utilisateur.
Une synthétiseur de fréquence est par extension un instrument qui permet de générer, dans une gamme de fréquences donnée, un signal dont on peut ajuster la fréquence et l’amplitude et auquel il peut être imposé une modulation de fréquence, de phase ou d’amplitude.
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1. Caractéristiques principales
Dès le début des communications intercontinentales dans la bande HF (high frequency : 3 à 30 MHz), la stabilité de la fréquence a été une source de difficultés. En 1930, plusieurs articles faisaient déjà état de méthodes longues et coûteuses destinées à obtenir une fréquence aussi stable que possible. Mais les techniques utilisées étaient plus applicables à des équipements de laboratoire qu’à des utilisations de terrain. Les premiers synthétiseurs de fréquence, appelés standard de fréquence, étaient du type à synthèse directe et ont fait leur apparition vers 1943. L’avènement des semi-conducteurs a entraîné le remplacement des tubes électroniques de la première génération d’instruments et a ainsi permis de diminuer leur taille, leur consommation et d’améliorer leurs performances. Cependant, leur coût et leur encombrement réservent encore leur emploi soit à des équipements sophistiqués, à caractère militaire, soit à des émetteurs de puissance.
L’apparition des circuits électroniques numériques et de techniques d’accord électronique entre 1960 et 1970 a entraîné une seconde transformation. La conception de la synthèse fut alors entièrement modifiée, avec une prédominance pour les synthétiseurs à boucle de phase et à circuits numériques. La réduction en coût et en volume des récepteurs due à l’emploi de ces synthétiseurs, les rendit particulièrement populaires et leur utilisation se généralisa alors, avec prolifération de procédés tant dans les équipements radio qu’au niveau des appareils de laboratoire entre 1965 et 1975. La fin des années 1970 a vu la mise au point des DDS (direct digital synthesizer), synthétiseurs entièrement numériques qui présentent virtuellement une résolution infinie. Complètement intégrables, ils se généralisent dans tous les circuits électroniques grand public et sont aujourd’hui fabriqués en très grande série pour les besoins des télécommunications modernes.
Le terme synthétiseur désigne aussi bien l’instrument complet que le module élémentaire qui en constitue le cœur. On peut représenter les différentes fonctionnalités d’un synthétiseur par le schéma de la figure ...
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