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Circuit à sélectivité de fréquence à doubla-accord. '
La présente invention concerne les circuits à sé- lectivité de fréquence et, plus spécialement, les circuits à sélectivité de fréquence à double accord permettant-de garder .' ' une largeur de bande constante.
Le circuit d'accord le plus couramment utilisé dans les récepteurs de' télévision actuels est le dispositif d'accord par commutation de self-inductions. Comme il est impossible de réaliser en pratique une self-induction ayant une variation suffisam- ment étendue pour couvrir toute la bande des tressautes fréquences (VHF), on devait commuter plusieurs self-inductions ayant des valeurs différentes pour couvrir tous les canaux 2 à 13. L'utilisation
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de contacts de commutation est une solution coûteuse et) en oui 1'),. trop après ua temps relativement court d'utilisation de ces cons tacts,. ceux-ci s'encrassent et s'usent, de sorte que ,' ]'?. la réception devient erratique et instable.
Un dispositif d'ao 11.
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cord commun pour l'ensemble des canaux est donc un appareil d'une se"..', i:'.-: ouritd relative et exigeant un entretien et un soin constants. <' Il est relativement facile de réaliser des condensateurs varia- blés ayant une variation différentielle de capacité suffisante ,' i';J., pour couvrir, de façon continue, toute la bande VHF.
Cependant 4";il l'utilisation d'un accord capacitif pose le problème du maintien d'une largeur de bande constante dans tous les canaux puis-
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que,dans le cas d'un accord capacitif, la.- largeur de bande variez en substance comme le carré de la fréquence d'accord. La deman-
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dereose a résolu le problème du maintien d'une largeur de bande constante dans des circuits à accord capacitif, comme cela est d'- 'ç,, crit dans ses brevets de même date intitulés:
n Circuits à ' i)/ .,.>,i sélectivité de fréquence accordables" et "Circuits accordables à sélectivité de fréquence" qui montrent qu'il est possible de -;, j réaliser un circuit à largeur de bande constante où l'on obtient., en outre, un transfert d'énergie quasi optimum, à condition
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d'appliquer aux bornes d'un circuit à accord capacitif un circuit de charge transistorisé ainsi que les composantes résistives ré- ,,1,,) . ji fléchies de l'antenne d'entrée.
Le circuit d'accord de télévision idéal doit avoir une courbe de sélectivité à flancs très raides afin de réduire au
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minimum la modulation croisée. Celà signifie que l'amplitude du <"l'Î' signal portée en fonction de la fréquence doit consister en une caractéristique telle que le signal ait une amplitude élevée dans, il la bande passante encadrant la fréquence d'accord alors que cette amplitude doit diminuer rapidement au delà et en deçà de cette bande'
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passante.
En atténuant fortement les signaux à l'extérieur de la bande passante du circuit d'accord, on réduit la modulation croisée puisque même des signaux ayant une amplitude relativement élevée et provenant des canaux voisins auront une amplitude forte- ment réduite et n'influenceront donc que faiblement la sortie du circuit d'accord.Il a été démontré qu'un circuit d'accord dou- ble a une courbe de sélectivité à flanc nettement plus raides qu'un circuit d'accord simple. On se référera, par exemple, à Radio From Designers Handbook de F. Longford-Smith, page 422 (4éme édition - 1952) ainsi qu'au Radio Engineer's Handbook de Terman, pages 160 et 161,de 1943.
Le dispositif d'accord de télévision habituel com- porte un circuit d'accord simple qui ;)st connecté entre l'antenne et l'amplificateur HF ainsi qu'un autre circuit d'accord connecté entre l'amplificateur HF et l'étage mélangeur, ces circuits 'd'accord étant accordés de façon synchrone. Il a aussi été démon- ' tré qu'un circuit d'accord double présente une meilleure courbe de sélectivité que deux circuits d'accord synchrones tout en don nant la même largeur de bande totale. Grâce à l'amélioration de la sélectivité et aux faibles pertes de ce nouveau circuit d'ac- cord double,il est possible de réduire fortement la modulation croisée en intercalant des circuits d'accord doubles entre l'an- tenne et 1'amplificateur HF tout en-reliant cet amplificateur HF aux étages mélangeurs par un circuit à large bande.
La présente invention a pour but principal de procu- rer un circuit à sélectivité de fréquence à double accord nouveau et perfectionné ayant une largeur de bande en substance constante et assurant un transfert d'énergie optimum et une faible modulation croisée.
L'invention consiste en un circuit à sélectivité de fréquence comprenant un premier circuit d'accord parallèle conte-
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nant un élément inductif et un élément capacitif variables dont
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la composante résistive réfléchie aux bornes du circuit varie com.;
me le carré de la fréquence d'accord, un second circuit d'accord parallèle contenant un élément inductif et un élément capacitif variables dont la composante résistive réfléchie aux bornes du
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circuit varie comme'le carré de la fréquence d'accord, et un cil-' cuit de couplage connectant fonctionnellement le premier circuit ../'! . accord et le second circuit d'accord de façon que le couplage ef- fectif varie en proportion inverse de la fréquence d'accord, afin d'obtenir une largeur de bande en substance constante.
Plus spécifiquement,,l'invention procure un circuit d'accord double à sélectivité de fréquence dans lequel chacun des élément accordables du circuit d'accord a un Q en charge en substance proportionnel à la fréquence tandis que le couplage effectif entre les éléments du circuit d'accord varie en proportion inverse de la fréquence d'accord.
L'invention ressortira clairement de la description
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donnée ci-après avec référence au dessin annexeront l'unique fi.jâT,i Cure est un schéma synoptique du circuit à sélectivité de fr4 -:,, ' quence à double accord de la présente invention
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Le dispositif d'accord représenté sur le des- .-;t,j sin porte des références générales souligné*$ qui désignent 10. /é différentes parties principales du cîrouité Une antenne 10, qui peut être une antenne de télévision courante à 300 ohms, reçoit
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les signaux à-haute fréquence entrants, dans la bande Va? par ex<m".
# ploo Ces signaux sont appliqués, par làintormddïaire d'un circuit de couplage 20, à un circuit d'accord double 30. Un circuit
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de couplage 40 relie le circuit d'accord 30 à un amplificateur ' , , à transistor 50. La sortie de l'amplificateur à transistor 50 est appliquée à l'étage à large bande 60 d'ont la sortie est elle- même appliquée à un étage mélangeur 70. La sortie du mélangeur
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peut être'appliquée aux circuits suivants d'unrécepteur de télé- vision. Le circuit d'accord double 30 comprend deux circuits parallèles 31 et 32, Le circuit parallèle 31 comprend une self-induction L1 et un condensateur variable C1, ces deux éléments étant connectés entre eux à une extrémité.
Le circuit parallèle 32 comprend un self-induction L2 et un condensateur varia- ble C2, ces deux éléments étant connectés entre eux à une extrémité.
Les condensateurs variables C1 et C2 sont couplée de façon à pou- . voir être accordés de façon synchrone. Cette,liaison mécanique est représentée schématiquement par une ligne'%en traits interrom- pus 33. L'extrémité inférieure des condensateurs C1 et C2 est mise à la terre. A l'effet d'obtenir une largeur de bande cons- tante aux bornes du circuit, des composantes résistives propor- tionnelles à la fréquence de résonance W du circuitd'accord 30 sont réfléchies aux bornes du circuit d'accord 30. En d'autres mots, pour obtenir une largeur de bande en substance constante, la composante résistive-de l'antenne 10 est réfléchie aux bornes du circuit d'accord 31 avec une valeur qui augmente comme le carré de la fréquence d'accord, c'est-à-dire W2.
De même, la compo- sante résistive de l'impédance d'entrée du transistor d'entrée de l'amplificateur à transistor 50 est réfléchie aux bornes du circuit d'accord 32 avec une valeur augmentant comme le carré de # la fréquence d'accord, c'est-à-dire W2. Il ressortira claire- ment des brevets précités ainsi que de la description, . donnée ci-après, du circuit d'accord double, que cette loi de variation est un critère pour une largeur de bande constante.
Pour réfléchir une composante résistive de l'antenne
10, cette composante étant représentée par la résistance R1 en traits interrompus aux bornes de l'antenne 10, un circuit de cou- plage de l'antenne 20 est prévu entre l'antenne 10 et le circuit d'accord 31. L'antenne 10 est connectée aux bornes d'un transfor.
,
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mateur TF1 par l'intermédiaire d'un enroulement primaire Lp dont la prise médiane est mise à la terre. Le transformateur TF1 a un enroulement secondaire La dont une extrémité est mise à la ter- re et dont l'autre extrémité est reliée, par l'intermédiaire d'une self-induction L3, à l'extrémité supérieure du.circuit d'accord
31, Comme la Demanderesse l'a montré dans son brevet de même date
Intitulés "Circuits à sélectivité de fréquence accordables", la composante résistive R1 de l'antenne 10 réfléchie aux bornes d'un circuit d'accord comme le circuit #1, par exemple, augmente comme le carré de la fréquence d'accord W.
En d'autres mots, le Q en charge du circuit 31 augmente en substance proportionnellement à la fréquence de résonance, puisque Q = W/#W, où Q est le facteur de qualité du circuit d'accord et # W est la 'largeur de bande.
. Il est bien connu qu'un transistor monté à émetteur commun, comme le transistor TR, a une impédance d'entrée composée d'une partie résistive et d'une partie capacitive. Pour obtenir une largeur de bande constante dans tout le circuit, la composante résistive de l'impédance d'entrée du transistor TR qui est monté à émetteur commun, est réfléchie aux bornes du circuit d'accord
32 de manière à augmenter comme le carré de la fréquence d'ac - cord W. Ceci est obtenu en connectant une self-induction L4 à . l'électrode de base du transistor TR, cette self-induction L4 é- tant couplée inductivement à la'self-induction L2 du circuit ' d'accord 32.En outre, un condensateur L6 réunit les extrémités supérieures des self-inductions L2 et L4.
Comme la Demanderesse l'a montré dans son brevet de même date intitulé: "Circuits accordables à sélec- tivité, de fréquence", un tel couplage permet d'obtenir la composante résistive réfléchie voulue aux bornes d'un circuit d'accord sembla- ble. En d'autres mots, le Q en charge du circuit d'accord 32
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augmentera en substance proportionn Silement à la fréquence d'ac- cord W, lorsqu'on a prévu un tel couplage avec le transistor.
L'amplificateur HF à transistor 50 est complété en reliant l'électrode-émetteur à la terre par un condensateur C3, de façon que l'électrode-émetteur constitue une terre en courant alternatif. Une résistance de stabilisation R3 relie le conden- sateur C3 à la terre. Un circuit de polarisation, comprenant une résistance R4 et une résistance R5 en série, relie une sour- ce B+ (non représenté) à la terre. Le point de jonction des ré- sistances R4 et R5est relié à l'extrémité inférieure de la self- induction L4 dont l'autre extrémité est reliée à l'électrode de ' base TR. Un condensateur de découplage C4 relie l'extrémité in- férieure de la self-induction L4 à .la terre. Une résistance de charge RL relie l'électrode-collecteur à la source B+ (non re- présenté).
Revenant au circuit d'accord double 30, les self- inductions L1 et L2 constituent respectivement la bobiné d'accord primaire et la bobine d'accord secondaire du circuit d'accord double. Les extrémités inférieures des self-inductions L1 et L2 sont connectées ensemble à une self-induction L5 qui peut être une 'petite self-induction, l'autre extrémité de la self-induction .
L5 étant mise à la terre. La majeure partie du cou- plage entre la bobine primaire L1 et la bobine secondaire L2 est réalisée par la self-induction L5. Habituellement, le couplage
K est tel que l'on obtienne un couplage critique c'est-à-dire une équation QK = 1, où K est le facteur couplage et Q le facteur de .. qualité pour les bobines primaires L1 ou secondaires L2, un même
Q étant prévu dans le circuit d'accord primaire et dans le circuit d'accord secondaire. Comme précité, la composante résistive de l'antenne 10 est réfléchie aux bornes de la self-induction L1 et.. est approximativement proportionnelle au carré de la fréquence de
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résonance, c'est-à-dire W2.
De cette manière, le Q en charge de ce circuit 31 est en substance proportionnel à W, ce qui per- met d'obtenir une largeur de bande constante. La même loi s'ap- plique à la résistance d'entrée du transistor TR qui est réflé- chie aux bornes de la self-induction L2 avec une valeur variant comme le carré de la fréquence de résonance, c'est-à-dire /,ce qui permet d'obtenir que le Q en charge du circuit d'accord32 soit aus- si en substance proportionnel à W.
Puisque, pour un couplage critique, il faut que QK = 1, et, puisque Q est proportionnel à W, K doit être inversement pro- portionnel à W pour que l'on satisfasse à l'équation de coupla- ge critique. Le couplage assuré par la self induction L5 est au contraire en substance constant quelle que soit ' la fréquence ' et on a généralement un couplage exagéré à l'extrémité haute fré- quence de la bande. Pour éviter ceci, on connecte un condensa- teur C5entre les extrémités supérieures des circuits accordés
31 et #2, de façon à s'opposer au couplage de la self-induction
L5. Le couplage entre les circuits accordés 31 et 32 provenant du condensateur C5 seul est en substance proportionnel au carré de la fréquence de résonance, c'est-à-dire W2 et s'oppose au cou- plage réalisé par la self-induction L5.
La valeur de la self- induction L5est choisie de manière que l'on obtienne la largeur, de bande voulue à 1'extrémité inférieure de la bande,'aux envi- rons de 57,5 MHz. On règle ensuite la valeur du condensateur
C5à l'extrémité supérieure de la.bande, aux environs de 213,5
MHz, de manière à réduire le couplage à la valeur voulue, En choisissant des valeurs appropriées pour la self-induction L5 et le condensateur C5, on peut obtenir un couplage critique aussi bien à l'extrémité supérieure qu'à l'extrémité inférieure do la bande.
Au.centre de la bande, on obtient un léger surcouplage, mais, comme le centre de la bande n'est pas utilisé dans un dispositif
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d'accord VHF, ceci ne présente que peu d'importance.
La description précédente montre que l'on obtient une largeur de bande en substance constante dans le circuit d'ac- cord entier, les signaux d'entrée apparaissant à l'antenne 10 étant transférés, par l'intermédiaire du circuit, au transistor
TR où les signaux sont amplifiés et sont appliqués à l'étage à large bande 60 dont l'entrée est reliée à l'électrode-collecteur. du transistor TR. Puisque la composante résistive réfléchie de l'antenne 10 aux bornes du circuit accordé 31 est en substan- ce égale à la composante résistive réfléchie de l'impédance d'entrée du transistor TR, on a un équilibre en sub- stance parfait dans le circuit entier, ce qui permet un trans- fert d'énergie quasi optimum ainsi qu'un rapport signal-bruit de bonne qualité.
L'utilisation d'un circuit d'accord double 30 entre l'antenne 10 et l'amplificateur à transistor 50 permet d'u- tiliser par la suite un étage àlarge bande 60. Celui-ci peut être réalisé de manière à rejeter les fréquences d'image ', ce qui permet de réduire le bruit à fréquence d'image se produisant dans le transistor HF. Si ce bruit produit à la fréquence d'ima.. ge dans le transistor HF pouvait atteindre le mélangeur il se mélangerait au signal désiré, ce qui donnerait un rapport signal- bruit de mauvaise qualité. Le rejet des fréquences d'image dans le circuit à large bande empêche donc la dégradation du rap- port signal-bruit.
La sortie de l'étage à large bande 60 est ensuite appliquée à l'étage mélangeur 70 de manière que cette sor- tie soit mélangée à la sortie de l'oscillateur local (non repré- - sente), la sortie de l'étage mélangeur étant appliquée aux étages suivants du récepteur de .télévision. Par conséquent, l'utilisa-.. tion d'un circuit d'accord double 30 en amont du transistor HF per- met de réduire fortement la modulation croisée grâce à une cour- be de sélectivité à flancs plus raides que dans le cas d'un circuit
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d'accord simple et, en outre, l'excellence de la. sélectivité per- met d'utiliser un étage à large bande à la sortie de l'étage am- plificateur HF au lieu de devoir recourir à un second circuit d'ac- cord derrière l'amplificateur HF.
D'autre part, on maintient une largeur de bande constante'dans tout le circuit tout'en gar- dant un couplage critique aussi'bien à l'extrémité supérieure qu'à l'extrémité inférieure de la bande VHF, gràce à l'utilisation d'une self -induction L5 en combinaison avec un condensateur C5 qui s'oppose au couplage réalisé par la self-induction L5.
L'utilisation d'un accord capacitif présente aussi l'avantage de ne plus devoir commuter des self-inductions de va- leurs différentes pour des canaux différents* Il est à remarquer cependant qu'on pourrait aussi utiliser un circuit d'accord double. avec commutation de self-inductions en combinaison avec un étage à large bande suivant l'étage amplificateur HF, à l'effet d'obte- nir une meilleure modulation croisée et un transfert d'énergie ' élevé s'accompagnant d'une meilleure sélectivité.