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Amplificateur paramétrique.
L'invention concerne un amplificateur paramétrique comprenant un dispositif qui permet de réduire au minimum les fluctuations autour de la valeur zéro de la partie du courant de signal centrée qui est indépendante de la tension d'entrée.
Un amplificateur paramétrique d'un signal à varia- tions lentes pour un organe d'utilisation peut être obtenu, en principe par un montage différentiel d'un certain nombre de capacités dont certaines ont une valeur tributaire de la. tension y appliquée. Ce sont en général des semi-conducteurs à jonction P-N dont la capacité est tributaire de la tension. En général, ces semi-conducteurs sont appelés varactors.
Ces capa- cités sont assemblées, d'une manière qui sera décrire par la suite, en un circuit qui est alimenté, d'une part, par une source de aignal à
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variations lentes, pratiquement un signal de tension con- tinue ou un signal de Gourant continu appelé par la suite signal d'entrée, et, d'autre part, par une ou plusieurs sources de signaux alternatifs dont une à fréquence fonda- mentale f et l'autre 4 fréquence égale à un multiple de f.Ces signaux alternatifs ne doivent pas nécessairement être sinusoïdaux et peuvent être indifféremment des ten- sions alternatives ou des courants alternatifs. Ils sont appelés signaux de pompage.
Par l'insertion des filtres nécessaires, on fait en sorte que chaque source de signal, tant de signaux d'entrée que de signaux de pompage ne soit pas soumise à des signaux provenant d'autres sources de signal. Comme filtres, on peut utiliser indifféremment des circuits de résonance série ou des circuits de résonance parallèle ou d'autres moyens pour le découplage, tels que des enroulements de transformateurs à prise médiane. Le circuit fournira entre deux bornes de sortie, appelées par la Suite "sortie", un signal alternatif, pas nécessaire- ment sinusoïdal, de fréquence fondamentale déterminée éga- le à f ou à un multiple de f.
Par des moyens de filtrage analogues, on fait en sorte que la sortie soit découplée du signal d'entrée et des composantes sinusoïdales du sig- nal de pompage qui ne doivent pas apparaître dans le sig- nal de sortie.
La manière dont les capacités et les varac- tors ensemble avec lee sources de signal et les filtres peuvent être assemblée en un circuit et la manière dont doivent être choisies les bornes d'entrée sont basées sur les principes suivants. Pour les capacités linéaires, on choisit un sens positif d'une borne vers l'autre et pour les varactors, on prend comme sens positif le sens du pas-
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sage de la jonction PN. Lors de l'assemblage des capaci- tés linéaires des sources de signal, des varactors et des filtres, on fait en sorte que chaque capacité ou varactor soit soumis aux signaux d'entrée et de pompage totaux.
Toutefois, l'une- des moitiés des capacités et des varac- tors recevra dans le mené sens les signaux d'entrée et de pompage (donc tous deux dans le sens positif ou dans le sens négatif) et pour l'autre moitié, le signal d'entrée sera appliqué en sens opposé à celui dans lequel sont ap- pliqués les signaux de pompage. Les bornes de sortie doi- vent être''choisies de façon qu'une tension alternative y appliquée soit reçue dans un sens par l'une des 'moitiés des va-ractors et des capacités, et dans l'autre sens par l'autre moitié.
Il existe des montages ingénieux permettant d'obtenir cette-structure différentielle d'une manière simple à 'l'aide..de montages en pont, ou: dans lesquels, à l'aide .de transformateurs à prise médiane, s'obtiennent tant 'la structure différentielle que le découplage des signaux. L'idée inventive pourra être utilisée dans tous les amplificateurs paramétriques à condensateurs et varac- tors, montés dans la structure différentielle telle qu'in- diquée' ci-dessus.
Ces-montages fonctionnent de la manière sui- vante : on peut montrer que chaque varactor se comporte comme un convertisseur de fréquence et de tension qui transforme chaque signal de pompage appliqué en un signal alternatif à la sortie, signal dont la fréquence est éga-' le à la fréquence fondamentale choisie en cet endroit.
De ce fait, le rapport de transformation de tension varie en fonction du signal à variations lentes auquel le varac-
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tor est soumis. On montre également que la sortie de 1. amplificateur fournit une tension qui est égale à la somme des signaux de pompage ainsi transformés par les varao- tors de ladite première moitié, réduite de la somme des signaux de pompage- transformés par chaque varactor de 1' autre moitié. Dans chaque somme, on prend la valeur rela- tive du signal de pompage transformé. Cette valeur est positive lorsque -le signal de pompage est appliqué dans le sens- positif au varactor et négative dans le cas op- posé.
Donc, en l'absence de signal d'entrée, le rapport de transformation de tous les varactors est le même,età -la sortie les tensions de pompage transformés se'compensent. Lors de l'apparition-d'un signal d'entrée, le rapport de transformation des varaotors qui reçoivent co signal dans le sens positif augmente et ce rapport di- minue pour les varaotors qui le reçoivent dans le sens né- gatif.
. Il en résulte que les signaux de sortie trans- formés ne se compensent plus et à la sortie de l'amplifi- cateur apparaît une tension alternative qui, du moins pour de petits signaux d'entrée, est directement proportion- nelle au signal d'entrée.
Il est connu qu'un varaotor auquel sont ap- pliquées une ou plusieurs tension alternatives sera tra- versé par un courant continu dans le sens direct. Cela est dû à la caractéristique oourant-tension non linéaire.
Dans les structures différentielles telles que décrites ci-dessus, par suite de l'existence de signaux de pompa- ge, la source de signal d'entrée est traversée par le cou- rant continu transmis par chaque varaotor, mais le courant
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continu transmis par la moitié mentionnée -des araotors, et celui de l'autre moitié, traverse en sens inverse la source de signal d'entrée. Dans le cas de caractéristique. courant-tension identiques, ces courants se compensant.
Toutefois,-en pratique, cela n'est jamais exactement le cas et la source de signal d'entrée est traversée par un courant Ik qui est indépendant du signal d'entrée. Comme le prouvera la-suite du mémoire, ce courant Ik est indé- sirable. Il est compensé par le fait qu'un ou plusieurs des varactors sont encore soumis à une tension continue réglable, de aorte que les courants continus transmis par ces varaotors sont toujours réglés de façon que le cou- rant Ik soit nuls .Cette tension continue est appelée par la suite tension de polarisation. Il y a avantage à pola- riser chaque variator dans le sens négatif.
Le signal d'entrée ne devra alors fournir qu'un courant de faible intensité. Outre l'inégalité des caractéristiques capa.ci.-- té-tension de varactors lorsque la tension continue régla- ble -par laquelle Ik est réglée à zéro, il apparaîtra mal- gré tout à la sortie, en l'absence d'un signal d'entrée, une tension alternative. Pour supprimer celle-ci, on shun- te un ou plusieurs des condensateurs ou varaotors par un condensateur de réglage. Ces condensateurs de réglage sont réglée d'une manière telle que la tension de sortie devienne nulle en l'absence du signal d'entrée.
Les amplificateurs paramétrique qui sont constitués suivant les principes mentionnée ci-dessus sont appelés, dans la suite du mémoire, amplificateurs paramétriques avec varactors en montage différentiel, avec condensateurs de réglage de l'équilibre courant al- tornatif à la sortie. Ces amplificateurs offrent l'avan-
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tage de pouvoir amplifier un faible signal tension con- tinue pouvant fournir peu de courant en un signal pouvant fournir beaucoup -d'énergie et à très bas niveau de bruit.
Ce dernier fait est attribuable à oe que le montage ne comporte pas d'éléments résistifs. Aussi ces amplifioa- teurs conviennent-ils particulièrement bien à la mesure de faibles forces électromotrices de sources à grande résistance interne. Ils présentent tous la particulari- té que le courant dans la source de signal d'entrée est donné par la formule
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1. 117 (1 ) Dans cette formule, Ik est le courant qui traverse la source de signal d'entrée; ce courant dont la cause est indi- quée ci-dessus est indépendant du signal d'entrée et peut être réglé à zéro.
Cet Ik est connu dans la littéra- ture angle-saxo ne sous le nom de "offset-ourrent". Vs est la tension aux bornes de la source de signal d'entrée et R1 est la résistance d'entrée, indépendante de Vs pour de faibles signaux.
Une source de force électromotrice à mesu- rer de valeur E et à résistance interne R, qui est connec- tée aux bornes d'entrée de l'amplificateur aura une tension aux bornes Vs= E - RI et sera traversée par le courant I donné par la formule (1). Cela donne pour la tension aux bornes en fonction de E
EMI6.2
Ri RI k ) , a 19,17 S E . (2) De ce fait, le signal de sortie, qui. est proportionnel à Vs, n'est pas directement proportionnel à la force électromotrice à mesurer. Il en résulte qu'une force é- lectromotrice variable ne saurait jamais être mesurée,
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étant donné que le facteur (1- RIk/E) est tributaire de E.
Même dans le cas d'emploi d'un appareil de lecture non linéaire, l'étalonnage de cet appareil ne serait exact que pour la mesure de la tension d'une seule sorte de sour- ce présentant une résistance interne bien déterminée,ce qui limiterait trcrp fortement les possibilités d'utilisa- tion de-cet appareil.
Il a déjà été mentionné que cet inconvénient est supprimé en réglant dans l'amplificateur des tensions de polarisation telles que Ik devienne égal à zéro.. Cela se produit en court-circuitant les bornes d'entrée, en montant un appareil de mesure courant continu en série avec ce court-circuit, et en ré&lant ensuite ies tensions de polarisation d'une manière telle que l'appareil de me- sure n'indiqua plus de courant continu. Toutefois, cas tensions sont sujettes à des variations dans le temps.
Une valeur de la tension da pompage perturbera également cet équilibre zéro et, en particulier, par suite des fluc- tuations de la température, la valeur de Ik oscillera uniquement autour de la valeur zéro. Pour la mesure de faibles sources. de signal, c?est-à-dire de sources de force électromotrice à grande résistance interne, cette mesure donne des résultats totalement incertains.
L'invention vise à munir ces amplificateurs paramétriques d'un dispositif qui ramène à une valeur mi- nimale ces fluctuations de Ik autour de la valeur zéra.
Les considérations ayant servi de base à 1' invention et qui seront exposées en détail par la ouite prouvent que ces fluctuations de I peuvent être prati- quement ramenées à zéro lorsque le courant continu que transmet chaque varaotor dans le cas de bornes d'entrée
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court-circuitées et lorsque l'application de la tension de pompage est réglée à zéro. Jusqu'à présent, le réglage du courant continu dans les varactors était uniquement tel que du courant n'était plus perçu entre les bornes d' entrée court-circuitées. Cela ne soulève pas de difficul- tés, car lors de l'enlèvement de l'appareil de mesure courant continu,, grâce au montage différentiel, le cou- rant entre les bornes d'entrée reste nul.
Le galvanomètre peut même être maintenu dans le circuit pendant la mesu- re. Toutefois, lorsqu'on monte des galvanomètres en série avec un ou plusieurs varactors et que l'on règle les cou- rants à zéro, et qu'ensuite on enlève ces appareils de mesure, la configuration des courants continus dans le ré- seau se redistribuera et le courant traversant les bornes d'entrée ne sera plus égal à zéro. Il faudrait à nouveau réduire ce courant à zéro par un réglage de la tension de polarisation et; dans ce cas, le courant continu dans chaque varactor n'est à nouveau plus égal à zéro.
Si ces galvanomètres étaient placés d'une manière définitive et n'étaient pas enlevés après le réglage, la variation de la capacité de abaque varactor n'exercera qu'une faible influence sur le déséquilibre à la sortie, parce que 1' impédance non variable de l'appareil de mesure se trouve- alora en série avec le varaotor. De ce fait, le montage devrait non seulement comporter un nombre inutile de gal- vanomètres pour la mesure même, mais, de plus, le coef- ficient d'amplification aérait fortement affecté.
Il est donc évident que le dispositif devra être muni de moyens simples, qui sont utilisés pour le réglage et qui ne sont pas enlevée lors de la mesure, permettant de régler à zéro le courant continu dans oha-
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que varactor lorsque les bornes d'entrée sont court-cir- cuitées et qu'on applique une tension de pompage. I1 y a avantage à ce que chaque courant continu perçu soit am- plifié pendant le'réglage d'une manière aussi grande que possible afin de permettre le réglage à zéro aussi précis que possible de ce courant.
Les moyens conformes à l'in- vention permettent d'utiliser l'amplificateur paramétrique lui-même pour le réglage à zéro successif de chaque courant continu. On obtient ainsi une très grande préci- sion des mesures de force électromotrice effectuées par la suite.
Suivant l'invention, un tel amplificateur paramétrique est muni de moyens à l'aide desquels le cou- rant continu dans un varactor, à choisir arbitrairement, peut être interrompu sans que, de ce fait, les bornes d'entrée soient court-circuitées, le courant continu dans les autres varactors soit influencé ni que la trajet courant alternatif dans l'amplificateur soit notablement modifié, et l'amplificateur est en outre muni de moyens à l'aide desquels, lorsqu'auoun courant continu n'est interrompu par les premiers moyens mentionnés, le cou- rant continu dans chaque varactor peut être réglé indivi- duellement à zéro sans que, de ce fait, les bornes d'en- trée étant court-circuitées,
le courant continu dans les autres varactors soit influencé ou que les trajets de courant alternatif dans l'amplificateur soient modifiés d'une manière notable..
Selon l'invention, les fluctuations de Ik autour de la valeur zéro sont réduites dans un tel ampli- ficateur paramétrique par le fait qu'avant l'emploi, les bornes d'entrée étant court-circuités et lors de la pré-
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sence de signaux de pompage, le courant continu est réglé à zéro dans les varactors l'un après l'autre et en deux phases pour chaque varactor, le tout de façon que, dans la première phase, seul le coupant continu dans le varac- tor en cause soit interrompu à l'aide des moyens préoitées eprès quoi, à l'aide de condensateurs de réglage, le sig- nal do sortie est réglé à zéro alors que, dans le secon- de phace,
les premiers moyens mentionnés n'interrompent aucun courant continu, après quoi, à l'aide des sources de courant continu réglables, le signal d'entrée est à nouveau réglé à zéro.
La description avec référence aux dessins annexés. donnée à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée les particularités qui ressortent tant du texte que des dessins faisant, bien entendu, partie de l'invention.
La fig. 1 est un montage en pont à deux varactors, auquel l'invention est applicable.
La fig. 2 est le schéma équivalent de l'am- plificateur paramétrique vu à partir de la source du signal d'entrée.
La fig. 3 représente le même circuit que ce- lui représenté sur la fig. 1, mais auquel sont ajoutés des condensateurs de réglage.
La fig. 4 représente,un circuit varactor élémentaire qui est alimenté par une tension continue et par une tension de pompage.
La fig.5 représente une forme de réalisa- tion améliorée du dispositif représenté sur la fig. 1.
La fig. 6 représente le circuit tel que repré-
Denté sur la fig. 5, mais auquel est.appliquée
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l'invention.
La fig. 7 est une variante de la mise en oeuvre de l'invention.
La fig. 8 est une forme de réalisation qui ne convient pas ou guère à la mise en oeuvre de l'in- vention.
Les fig. 9, 10 et 11 représentent d'autres exemples de réalisation pour l'illustration de la défini- tion générale des structures auxquelles l'invention peut être appliquée. -
La fig. 1 représente un amplificateur pare- métrique auquel l'invention sera appliquée. C'est un montage en pont qui est constitué par quatre branches 1-2, 2-3, 3-4, 4-1 et par la diagonale 1-3. Les branches 1-2 et 1-4 comportant l'une un varactor 5, l'autre un varac- tor 6. Ce sont des diodes qui se comportent comme telles pour une tension continue aux bornes et qui se comportent comme un condensateur pour une tension alternative. La valeur de la capacité varie cependant avec la tension con- tinue.
Les. branches 2-3 et 3-4 comportent l'une un enrou- lement secondaire 9, l'autre un enroulement secondaire 10, d'un transformateur 22, dont l'enroulement primaire 11 reçoit, à ses bornes 20 et 21, un signal de pompage constitué par une tension sinusoïdale à pulsation w.Les enroulements secondaires comptent le même nombre de spi- res et sont bobinés dans le même sens, comme il est in- diqué par des points sur la figure. Tous deux fournissent donc une tension sinusoïdale dont la valeur de crête est égale à 2 Vp; la tension Vp sera appelée tension de pom- page.
Les mêmes branches 2-3 et 3-4 comportent également une source de tension continue réglable, appelée source
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de tension de polarisation 7 et 8, et qui fournissent res- pectivement les tensions de polarisation V01et V02. La tension d'entrée Vs est introduite dans la diagonale en- tre les bornes d'entrée 14 et 15, C'est un signal à va- riations lentes, pratiquement une tension continue. Le signal de sortie Vu est prélevé sur les bornes de sortie 17 et 18 de l'enroulement secondaire 19 du transformateur 23. On peut déterminer que là source de signal de pompa- ge aux bornes 20 et 21 n'est pas soumise à la tension d' entrée Vs grâce au découplage courant continu par le transformateur 22.
On peut également déterminer que la source de signal d'entrée aux .bornes 14 et 15 n'est pas' soumise à la tension de pompage grâce au condensateur 16 qui découple la source de signaux d'entrée par rapport au courant alternatif qui sa produit. Enfin, on peut con- stater que la sortie aux bornes 17 et 18 est découplée par rapport au signal d'entrée Vs grâce au découplage courant continu à l'aide du transformateur 23 et que cette sortie est uniquement couplée au signal de pompage en ce qui concerne la fréquence sur laquelle est accordé le circuit LO constitué par la self-inductance 12 et le con- densateur 13. C'est la fréquence de l'onde fondamentale du signal de pompage.
Dans l'hypothèse où les varaotors ont exao- tement les mêmes caractéristiques, où les enroulements secondaires 9 et 10 fournissent exactement la mme ten- sion alternative et où les tensions V01. et V02 sont exactement les mêmes, le circuit fonctionne de la manière suivante. Lorsque Vs = 0, (bornes 14 et 15 court-oircui- tées), la tension continue au deux varactors 5 et 6 est la même et égale à V01= V02. La capacité de ces varac-
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fora est donc également la même. Les deux boucles 1-2-3 et 1-4-3 alimentées par la tension alternative 2 Vp, sont donc traversées par le môme courant alternatif.
Dans la diagonale 1-3. les deux courants alternaitfs sont opposée et se compensent, de aorte qu'à la sortie on n'observe aucune tension alternative. Toutefois, lorsque Vs acquiert une valeur déterminée, le varaotor 5 est cou- mis à la tension continue V01 + Vs et le varactor 6 à la tension V02- Vs La capacité de deux varaotora varie en sens opposés. Les courants alternatifs dans les deux bou- cles ne se compensent plus dans la diagonale et à 3a sor- tie apparaît une tension alternative Vu à pulsation w.
Le pont n' eat plus en équilibre en ce qui concerne le cou- rant alternatif. Ce Vu est directement proportionnel à Vs, du moins pour de petites valeurs de Vs. Toutefois, l'énergie disponible à la sortie est beaucoup plus grande que l'énergie fournie à l'entrée., Eu effet, l'énergie de sortie provient non pas du signal d'entrée mais du aignal de pompage. A la sortie on peut donc connecter un appareil de mesure courant alternatif consommant de l'énergie. Pour de-très petites valeurs de Va (ordre de grandeur micro- volt) on obtient toujours l'équilibre courant alternatif.
Pour ces raisons cet amplificateur convient à la mesure de très faibles forces électromotrices fournissant une très petite tension et très peu d'énergie.
Les deux boucles sont traversées par un cou- rant continu. Pour Vs = 0, les deux courants sont les mêmes et ils se compensent dans la diagonale. Dans ce cas, le pont est en équilibre courant continu. Toute- fois, lorsqu'il se produit une certaine valeur Vs, la résistance courant continu, ou résistance ohmique, de cha-
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que diode évoluera dans le sens opposé et le pont ne sera plus en équilibre.
La source du signal Vs sera donc traversée par un courant continu I, qui, du moins dans le cas idé- al, est tributaire de Vs et qui, pour de faibles signaux
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d'entrée,' eet directement proportionnel à Vat va 1 - i7 (3) Dans cet expression, IL est appelé résistance d'entrée de l'amplificateur.
Dans ce circuit, des caractéristiques des diodes ne sont cependant pas exactement les mêmes. En outre, les tensions fournies par.les enroulements secon- daires 9 et 10 ne sont pas exactement égales et, de plus, V01 n'est plus rigoureusement égal à V02. Il en résulte que pour Vs= 0, on ne dispose pas d'équilibre courant continu ni d'équilibre courant alternatif. La diagonale 1-3 sera traversée par un courant continu Ik qui est in- dépendant de Vs.
Lorsqu'une valeur déterminée de Vs se produit à l'entrée, le courant I dans la diagonale sera égal à :
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1i I Ik + 1Ç ce qui est la formule (1) déjà mentionnée. Lorsqu'à l'en- trée de l'amplificateur on applique une force électromo- trice de valeur E et que la.résistance interne de la sour- ce de force électromotrice est R, cet amplificateur se comporte par rapport a cette force électromotrice de la manière représentée sur le schéma équivalent de la fig.
2. On en déduit la formule (2):
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1\ (1 - Ri k ) Vs 1:1 !i+1Ç (1 --r ) S (2) Cet .1.. est indésirable. On peut le reduire à zéro en ré- glant, avec Vs= 0 ( donc avec bonnes d'entrée 14-15 court-
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circuitées) l'équilibre courant continu en agissant sur l'une des tensions réglables V01 et V02 ou sur les deux.
Les équilibres s'observent à l'aide d'un appareil de me- sure courant continu inséré dans la diagonale 1-3. Après le réglage des tensions V01 et V02, cet appareil de mesu- re peut être sorti de la diagonale. Cela ne trouble pas l'équilibre du pont, car l'appareil de mesure se trou- vait dans la diagonale. La seule chose que l'on sache après le réglage de l'équilibre du pont est donc que le courant continu dans l'une des boucles est égal au courant continu dans l'autre boucle. Mais on ne connaît pas la va- leur de ce courant.
Après ce réglage, lE. force électromotrice à mesurer peut être appliquée aux bornes d'entrée et l'am- plificateur peut en mesurer la valeur, et cela d'une ma- nière continue. Toutefois, au bout d'un certain temps, Ik, qui au début était réglé égal à zéro, fluctue autour de cette valeur zéro et, de ce fait, pour des sources de force électromotrice à grande résistance interne, la me- sure n'offre plus la sécurité voulue. Ces fluctuations doivent donc être éliminées dans la mesure du possible.
L'idée fondamentale de base de l'invention, et qui sera exposée par la suite, est le fait que l'on peut prédire que ces fluctuations seront minimales lors- que le courant continu dans les deux boucles est réglé à zéro. Toutefois, cela ne pourrait être mesuré avec les moyens connus jusqu'à, présent. Si, lors du réglage, on in- aérait un appareil de meeure de courant dans une boucle, ,'; l'enlèvement de l'appareil de mesure de cette boucle rom- prait à nouveau l'équilibre courant continu et, de ce fait, on ne pourrait jamais obtenir d'équilibre courant
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continu.
Comme il a été mentionné, pour Vs= O, on n'a pas obtenu non plus d'équilibre courant alternatif. Pour que le signal de sortie Vu soit directement proportion- nel à Vf, il faut régler cet équilibre les bornes d'entrée étant court-circuitées. Cela s'obtient 4 l'aide de deux condensateurs de réglage qui shuntent chacun das varaotors.
Ces condensateurs laissent passer un courant alternatif qui se superpose au courant alternatif existant dans la diagonale. Ile peuvent être réalisée sous forme d'un con- densateur différentiel d'une manière telle qu'un seul bouton de réglage permette de modifier d'un même montant, dans des sens opposés, la valeur des deux condensateurs (fig. 3). De cette manière, onpeut obtenir facilement, chaque instant, l'équilibre courant alternatif.
Afin de réduire les fluctuations de Ik au- tour de la valeur zéro, il faut d'abord en déterminer la cause.
Dans le circuit de courant représenté sur la fig. 4, la valeur instantanée du courant qui traverse le varactor est donnée par l'équation de diode
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t m 10 e- a(Va + 2Vp coe w t)r (4) Dans cette relation, Io est le courant de saturation de la diode dans le sens de l'arrêt et a=1/mkT (3) .
Q étant égal à la charge de l'électron, k, la constante de Boltzmann T la température absolue m un facteur qui dépend de la densité des centres de re- combinaison et dont la valeur est généralement comprise entre 1 et 1,4; à la température de régime normale, on
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peut poser ::
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8 = 30 'YC7,.t8r . ..
Io est également tributaire de la température suivant la formula!
Io=io e b/T (5)
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Dana cette formule, .a est une constante qui est indépeu- dante de la température, alors que b est une constante qui dépend du matériau semi-conducteur utilisé(environ 8000 pour le germanium et 12.000 pour le silicium).
Partant de la formule (4),on trouve pour le courant continu dans le- curcuit:
EMI17.3
" 1 r e -a V J (2a y -p) - '1 tj (6) Trans cette expression Jo (x) est une fonction de Bessel du premier ordre et du premier genre:
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'IO"'t n 2n i (x) m .(-1 )nX2n 0 n=o UZ2 Le courant continu qui traverse la diagonale de 1 vera 3 sur la'fig. 1, et avec Va -.0, sera donc égal à; .
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kaG e Jo ;2aYp)-7 '"io' 8 i'fo 'o 23 g1 ' bzz Ici on n'admet plus le montage idéal avec des diodes pré- sentant des caractéristiques rigoureusement identiques et à enroulements 9 et 10 absolument identiques, mais:
Io2 est le Io de la diode 6,
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Io1 est le 1 de la d1,(..<1e 5, a2 est le a de la diode 6, a1 est le a de la diode 5
V22 est la tension de pompage du secondaire 10 et est la tension de pompage du secondaire 9.
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Lorsqu'on règle V01 de façon qu'il Boit égal à V02, par suite du fait que I01 I02, a1 # a2 est vp1 vp2, le courant Ik ne sera pas nui. Grâce à la présence de V01 et V02, on peut régler Ik de façon qu'il soit nul.
A cet effet, on disposera un appareil de mesure courant continu entre les bornes 14 et 15 et on réglera l'une des tensions V01 et V02 jusqu'à ce que le courant ,continu dans la diagonale soit nul. Ensuite l'appareil de mesure est remplacé par la source de signal Vs. Cette source de sig- nal devra fournir un courant Vs/Ri.
Partant de la formule (7), dans laquelle V02 est remplacé par V02- Va et V01 + Vu' en tenant du fait que V01 et V02 sont beauooup plus grands que Vs, on trouve, pour la valeur du courant dans la diagonale:
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-3.2 Vo2 -a, Va1 à/ " 2o2 Jo(2S2Vp2)+a1Io1e' Jo(2a1Vp1 Va (8)
V
L'ordre de grandeur des termes de est le même que celui de Ik multiplié par aVs. Avec a approximativement égal à
30 et Vs de l'ordre de grandeur de quelques microvolts, cela donne que chaque déséquilibre entre les deux ter- mes de la formule (7) fournit un Ik qui n'est pas négligea- ble par rapport à vs/Ri Cet équilibre doit donc être rigou- reusement réglé jusqu'à Ik O.
Toutefois, avec le tempe, la température va- rie, de sorte que I01, I02, a1 et a2 varient également.
La température de chaque diode peut même varier de manière différente. De même, les tensions continues V01et V02 ainsi que les tensions de pompage Vp1 et Vp2 peuvent évo- luer La variation infinitésimale de Ik, en fonction des variations infinitésimales des variables qui provoquent
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cette 'variation de Ik, est donuée par la différentiation de- (7).
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QIk dIo2 ;. dIk dI 1 dIk da2 dIk %1 k Ó..I.o2 Q:J: .Lo2 . ' ' a2 Q:J: Ó ak ll ' k Ik dY èIk Ik j.., 2 02 dV01 + 2 dVp3 - 1 dVp1 9 En tenant compte de la formule (7), on obtient!
EMI19.2
1. da z v oz ,2azvpz> - (10) =0 2 o2p2 ' b,k e -ai Vo-i - '.2aYp.) - - (11)1 a- . lk lo2' .. z Y oz ,"2Y'gz' (zzv? - Vo2eo t2zY2 z , Dans ces formules, la fonction J1(x) est la dérivée de ' Jo(x) en fonction de x
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Ik -a 1 V 01 d"i18 201e 2Yp' (.2a'YF ) - Vo1Jo(2a1Vp1) . (13) ils -8.2 Vo2 io(2a2Vp2) (14) 2 * -a2Io2: Jo (2a2Vp2) l 14 -a, 1. 1 e, ,-a1 Vo' iio(2al,i)-i (15) Fi- iol" Jo(2a1Vp1) 51 "Tli r$#O 2 (2a2 . '$V:;2" 2a2I02e '' 2g2 p) (16) %" àI 202 101 l2p2 t:r. 8: 2a1 IOi e ,j 1 (28.
V 1) t ) d pi Lorsque le.courant continu dans l'une des boucles est ré- glé à zéro, on obtient (voir la formule (5).
EMI19.4
-avo e -aV ZO(2aVp) - 1 , (18)
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et pour les valeurs de Vp, pour lesquelles 2aVp est beaucoup plus grand que 1 (une valeur usuelle est par exem- ple 30 on peut écrire:
EMI20.1
X);,. ri,=, x 1 ex "9xJN' 8x Do ce fait,. l'équation (18) devient
EMI20.2
m 1 in (4?aVp) "vu P et pour les marnes valeurs relativement grandes de 2avp, cette formule devient.
EMI20.3
- -2 ou Yo 2 Yp (19) Vu- *-- Vu';6 'Vp . (19) :' De même, pour certaines de ces valeurs, on peut écrire:
EMI20.4
10 ( 2avp ) : a ( 2av ) t 20 ) -et de (19) et (20) il-ressort que par réglage du courant continu dans une boucle on obtient que:
EMI20.5
2v ( av ) -. vra ( 2avp ) = fl (2 ) De (12), (13) et-(21) il s'avère alors que par réglage du courant continu à zéro, @Ik/@a2 et @Ik/@a2 deviennent pratique- @a2 a2 ment égaux à zéro. De (la), (11) et (18) il ressort que l'on obtient en outre que @Ik/I et e-k/T deviennent nuls.
#Io2 Io1
De (9) il ressort nettement que Im ne flua- tuera pas lors de variations de la température des varac- tors, étant donné que dans cette formule, le ooefficient de dT est égal à zéro et la formule (9) devient:
EMI20.6
dik àm avo2 + - dv P2 - 1 dVo 1 - ik avpl (2ay
Les fluctuations de Ik,dues aux variations des tensions de polarisation et des tensions de pompage peuvent alors être évitées par le fait que les tensions
EMI20.7
continues réglables V 0, et V02 seront obtenues par trans-
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formation et redressement de la môme tension alternative
EMI21.1
qui fournit les tensions de pompage, Vp1 et Yp après transformation. Cela peut s'effectuer à l'aide du circuit représenté sur la fig. 5. Les tensions V01 et V02 y sont prélevées sur les potentiomètres 24 et 25.
Ces potentio- mètres sont alimentés par une tension alternative redres- sée et filtrée obtenue aux enroulements secondaires addi- tionnels 26 et 27 du transformateur 22. On sait déjà d' avance que, par réglage du courant continu dans chaque boucle (voir la formule 19),
EMI21.2
Vo1 ,2Vp1 et V02 z 2 Vp2 De ce.fait, par suite des fluctuations de tension dans l'alimentation au primaire 11du transformateur 22,
EMI21.3
dVo1 2dVp1 et dVo2 2dVp2 (Z3' . Il en résulte que la formule (22), tenant compte des for- mules (14), (15), (16), et (17) devient
EMI21.4
dik = a2lO2 (J1 (28,2Vp2) - JO(2a2Vp2 ) dVp2 - &1I01 1(2a.1Vp1) - JO(2a1Vp) dVp1.
1 et tenant compte de (20) les deux coefficients de dvp2 et de dvp1 sont pratiquement égaux à zéro.
Donc, si l'on parvenait a régler à zéro le courant continu dans chaque boucle, ou donc dans chaque varactor, on sait que les fluctuations de Ik, dues aux fluctuations de la température seront extrêmement petites. Lorsque, en outre, en combinaison aveo ce fait, les tensions continues réglables V01 et V02 s'obtiennent par transformation et redressement de la même tension alternative que celle qui fournit la tension de pompage, on sait que les fluctua- tions de Ik, dues aux variations de la tension d'alimen- talion, seront également très petites. Toutefois, comme
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il a déjà été mentionné, un appareil de mesure de courant ne saurait être inséré dans une boucle.
Il faut donc uti- liser d'autres moyens pour contrôler si le courant oonti- nu dans un varactor est nul. Suivant une forme de réalisa- tion de l'invention) un moyen consiste à équiper chaque boucle d'un circuit additionnel tel que représenté sur la fig, 6. Sur cette figure. les éléments correspondant deux des fig. 1 et 5 portent les mêmes chiffres de réfé- ronce que sur celles-ci. Chaque bouole comporte encore un circuit en série avec le varaotor et ce circuit est non- stitué par un interrupteur 28 monté en série avec une self-inductance 29, alors que l'ensemble de cet interrup- teur et de cet self-inductance est shunté par un condensa- teur 30.
Pour la bouole inférieure, on utilise l'inter- rupteur 31, la self-inductance 32 et le condensateur 33.
A l'état de -fonctionnement dans lequel une force électromotrice à mesurer est connectée aux bornes d'entrée 14 et 15, les interrupteurs 28 et 31 sont fermés.
Ces interrupteurs doivent être effectivement traversés par le courant continu dû à la présence de Vs, ce qui dé- termine la tension continue aux bornes des varactors 5 et 6. Les courante alternatifs traversent toujours les condensateurs 30 et 33, dont la capacité est très grande par rapport à la capacité des varactors, L'impédance de 30 et 33 est alors négligeable par rapport à l'impédanoe des varactors. Les self-inductances 29 et 32 ont une gran- de impédance par rapport à l'impédance des capacités 30 et 33 afin que tout le courant alternatif traverse cet capacité. Cette self-inductance peut également être rem- placée par des résistances.
On voit ainsi que l'amplifi- cateur est muni de deux interrupteurs 28 et 31 qui per-
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mettent de bloquer le courant continu dans un varactor à choisir arbitrairement. En effet, par l'ouverture de l' interrupteur 28 le courant continu est bloqué dans le va- ractor 5 et par l'ouverture de l'interrupteur 31, le cou- rant continu est bloqué dans le varactor 6.
Pour les deux varactors, ce blocage s'effectue sans que le courant con- tinu dans l'autre varactor soit influencé lorsque les bor- nes d'entrée sont court-circuitées, comme cela se produit lors du réglage, l'ouverture de l'un des interrupteurs ne changeant rien au trajet courant alternatif parcouru car à l'état fermé, l'interrupteur n'est pratiquement pas tra- versé par,du courant alternatif. C' est également la seule condition qui, conformément à l'invention, est imposée au-circuit additionnel:
ils doivent être des interrupteurs permettant de bloquer le courant continu- dans u@ varactor à choisir arbitrairement sans que, de ce fait, les bornes d'entrée étant court-circuitées, le courant continu dans .les autres varactors soit influencé, pas plus que les courants alternatifs dans l'amplificateur soient notable- ment modifiés. C' est ainsi par exemple que la disposition des condensateurs 34, de la self-inductance 35 et de 1' interrupteur 36 représentée sur la fig. 7 constitue éga- lement un circuit qui tombe dans le domaine de l'inven- tion car cette particularité est nécessaire pour que l'on puisse contrôler si le courant continu dans les varactors est bien réglé à zéro, comme il sera d'ailleurs expliqué par la suite.
Afin de pouvoir régler à zéro le courant con- tinu dans chaque boucle pour VS = 0, on procède de la ma- nière suivante: pour faire en sorte que VS= 0, on oourt- circuite les bornes d'entrée. On règle.le courant continu
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dans la boucle supérieure de la manière suivantes on ouvre l'interrupteur 28 et l'interrupteur 31 rste fermé.
Toute la tension continue dans la boucle parvient aux bor- nes du condensateur 30. Aucune tension continue n'est ap- pliquée aux bornes du varactor 5, aucun courant continu n'est transmis à ses bornes, et la capacité de ce varac- tor a donc la valeur C10, c'est-à-dire la valeur pour un courant continu nul dans le premier varaotor. Le varactor
6 est traversé par un. courant continu d'intensité déter- minée et la capacité C2 de ce varactor n'est pas égale à
C10. Il se produit donc un équilibre courant alternatif dans le pont et .l'équilibre courant alternatifest main- , tenant réglé à l'aide du condensateur différentiel 57.
En- suite, on ferme l'interrupteur 28 et l'équilibre courant alternatif es t à nouveau immédiatement rompu, car le va- ractor 5 acquiert une capacité C1 qui correspond au courant continu qui le traverse. On règle à nouveau l'équilibre courant alternatif, mais cette fois à l'aide du potentio- mètre 24. Lorsque l'équilibre est atteint, cela implique - que la capacité du varactor 5 est devenue égale à C10 et . que le varactor n'est donc plus traversé par du courant.
On procède de la même manière pour la boucle inférieure: on ouvre l'interrupteur 31, on règle l'équilibre courant alternatif à l'aide du condensateur différentiel 57, on ferme l'interrupteur 31 et on règle l'équilibre courant alternatif à l'aide du potentiomètre 25. On répétera ces opérations un certain nombre de fois alternativement avec la boucle supérieure et la boucle inférieure.
La fig. 6 représente la mise en oeuvre de 1' idée invective dans le circuit représenté sur la fig. 5.
Cette idée peut aus3i être mise en oeuvre dans le montage
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représenté sur la fige 3. La seule différenoe est que la. disposition complémentaire n'est pas prise et que V01 et V02 sont dérivés de la source de courant alternatif après transformation. De ce fait, le courant continu dans chaque boucle fluctuera encore suivant les variations de V01, V02 et VP suivant la formule (22). La première disposition conforme à l'invention élimine donc uniquement les fluc- tuations qui sont dues aux varia, tione de la température.
La disposition complémentaire n'a de sens que dans le cas d'utilisation de la première disposition. Aussi cette dis- position complémentaire copstitue-t-elle une autre par- ticularité de l'invention.
La seule condition pour les sources de ten- sion continue réglables V01 et V02 est que l'on peut agir sur chacune d'elles sans que le courant continu dans l'autre boucle soit influencé et que cela ne modifie les impédances dans les deux bcucles pour les courants alter- natifs. C'est uniquement dans ces conditions que l'on peut obtenir une disposition correcte. Les deux sources de fenaison continue réglables représentées sur les fig.
3, 5 et 7 satisfont à oette condition. La source 39, com- binée avec le potentiomètre représenté sur la fige 8, peut occuper une position telle que le courant continu dans chaque varacter soit individuellement égal à zéro, mais chaque variation du réglage de la source 9 ou du poten- tiomètre 40 modifie le courant continu dans chaque boucle.
De ce fait,,le réglage est donc beaucoup plus compliqué.
L'idée inventive exposée jusqu'à présent en partant de l'amplificateur représenté sur la fig. 1, peut également être utilisée pour d'autres amplificateurs pa- ramétriques et en général pour les amplificateurs paramé-
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triques à varactors en montage différentiel. Les fig. 9, 10 et 11 représentent quelques exemples de tels amplifi- cateurs. Sur toutes les figures, les bornps d'entrée sont repérées par 14 et 15 et les bornes de sortie par 17.et 18.
Le signal de pompage est appliqué aux enroulements se- condaires 9 et 10 via les,bornes 20 et 21. 11y a lieu de noter que, sur la fig, 11, un second signal de pompage est appliqué via les enroulements secondaires 41 et 42.
Co second signal de pompage a une fréquence qui constitue un multiple de la.fréquence du signal de pompage qui est introduit via 9 et 10. On peut prouver que, de cette mani- ère, l'énergie disponible à la sortie est plus grande. Sur toutes ces figures, l'idée inventive est mise en oeuvre pour des amplificateurs paramétriques avec varaotors en montage différentiel.,
Ce montage différentiel des varactors peut être caractérisé de la manière suivante:
A titre d'exemple, il y a lieu de considérer la fig. 9. On choisit le sens positif des varaotors dans le sens de la transmission (sens direct).
1. Tous les varactors (43, 44, 45, 46) reçoivent la ten- sion d'entrée complète Va.
43 reçoit Vs dans le sens positif par le trajet 15-47- 48-49-50-51-52-14.
44 reçoit Va dans le sens négatif par le trajet.15-47- 53-54-50-51-52-14
45 reçoit Vs dans le sens négatif par le trajet 15-47- 48-49-55-56-52-14
46 reçoit Va dans le sens positif par le trajet 55-47-
53-54-55-56-52-14
2. Tous les varactors reçoivent la tension de pompage
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complète 2Vp
43'reçoit 2 Vp dans le sens négatif par le trajet 51- 50-49-48-47-15-14-52
44 reçoit 2Vp dans le sens positif par le trajet 51- 50-54-53-47-15-14-52
45 reçoit 2Vp dans le sens négatif par le trajet 52-14-
EMI27.1
15-47-48-4.9-55-56.
46 reçoit 2 Vp dans le sens positif par le trajet 52- 14-15-47-53-54-55-56.
3'. Si l'on appliquait une tension alternative Vr aux bor- nes de sortie, les varactors recevraient, via le transfor- mateur, cette tension de la manière suivante:
43 dans le sens positif suivant le trajet 48-49-50-
51-52-14-15-47 44'-dans le sens positif suivant le trajet'47-15-14-52-
51-50-54-53
45 dans le sens négatif suivant le trajet 48-49-55-
56-52-14-15-47
46 dans le sens négatif suivant le trajet 47-15-14-52-
56-55-54-53
Cela donne le tableau suivant
Vs 2Vp Vr
43 +- +
44- + +
45- - -
46 + +-
On constate .ici que l'une des moitiés (45 et
46) des quatre varactors reçoit le .signal d'entrée et le signal de pompage dans le même sens et l'autre moitié (43 et 44) dans des sens opposés.
Pour l'une des moitiés,
Vf est alors reçue dans un sens et pour l'autre moitié,
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dans l'autre sens. Ces remarques caractérisent le montage différentiel des varactors dans un amplificateur paramé- trique et l'idée inventive est toujours applicable dans ces montages. Certains varaotors peuvent être remplacés par des condensateurs (fig. 10).
Ce montage différentiel est alors complété par les condensateurs de réglage nécessaires, qui, dans la mesure du possible, sont réalisés de façon que le ré- glage d'un seul bouton modifie la valeur de tous les oon- densateurs de réglage dans le sens d'un équilibre courant alternatif à la sortie. Ces condensateurs de réglage sont repérés par 57 sur les fig. 9, 10 et 11.
Afin que de telles structures différentiel- les fonctionnent comme amplificateur paramétrique, on im- pose encore des conditions à l'amenée des signaux d'en- trée et de pompage. En insérant les filtres nécessaires dans le circuit, on fait en sorte que chaque source de signal ne soit pas soumise aux signaux des autres sources de signal. CI est ainsi que sur toutes les figures, la source de signal de pompage aux bornes 20 et 21 n'est pas soumise au signal Va* Ce signal courant continu n'est pas trans- mis par le transformateur. De même, la source de signal d'entrée aux bornes 14 et 15 n'est pas soumise aux sigu- aux de pompage.
Sur les fig. 6 et 11, cela se produit grâce au montage en parallèle d'un condensateur de décou- plage ; sur les fig. 9 et 10, cela s'effectue grâce au fait que la source de signal d'entrée est reliée à une prise médiane 47 et 52. A la sortie (bornes 17 et 18) est en ou- tre imposée la condition qu'elle soit découplée de la sour- ce de signal d'entrée. Le signal Vs n'est en effet pas transmis par le transformateur. Dans certaine cas, seules
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quelques fréquences déterminées sont tôleries à la sortie, C'est ainsi que les fréquences indésirables peuvent être . supprimées par un filtre. A cet effet,' on utilise sur la fig. 6 un filtre LC repéré par 12-13.
Lorsque plusieurs varactora sont disposés suivant une structure différentielle dont l'alimentation et la sortie répondent aux conditions précitées, on dis- pose d'un amplificateur paramétrique auquel l'idée inven- tive peut être appliquée. Les fig. 6, 9, 10 et 11 ne re- présentent qu'un certain nombre d'exemples de telles struc- tures..
Dans chaque exemple, conformément à l'inven- tion, on insère un certain nombre de sources de tension continue réglables et un certain nombre d'interrupteurs.
L'emplacement des interrupteurs est généralement détermi- né de la manière suivante; les bornes d'entrée étant court-circuitées, il doit être possible de choisir li- brement un varactor du circuit et de régler les interrup- teurs de façon que le courant continu dans ce varactor, ' et uniquement dans ce varactor, soit bloqué. Il faut quel ce réglage des interrupteurs ne modifie pas le courant -continu qui traversait originalement les autres varactore.
De plus, 'cette manipulation ne doit pas modifier les cou- rants alternatifs traversant la structure complète.
La structure représentée sur la fig. 9 com- porte quatre interrupteurs qui, normalement, sont fermés.
Lorsqu'on dèsire bloquer par exempta le courant continu dans le varactor 43, il suffit d'ouvrir l'interrupteur
58. Cela n'exerce .aucune influence sur le courant conti- nu traversant les trois autres branches du pont. Les qua- tre branches 49-50, 50-54, 54-55, et 55- 49 se trouvent
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en effet en parallèle sur un court-circuit pour le courant continu. L'ouverture de l'interrupteur 59 n'exerce pas non plus d'effet sur la répartition, dans la structure, des courants alternatifs qui sont engendrés par les tensions. de pompage.
Un condensateur 59 dont la réactance est pe- tite par rapport à la réactance de l'impédance 60 qui le shunte par l'intermédiaire de l'interrupteur 58 (cette im- pédance 60 peut être une bobine ou une résistance) fait toujours en aorte que l'interrupteur 58 et la résistance 60 soient court-circuités pour les courants alternatifs de fréquence égale à la fréquence de pompage.
Partant des considérations générales pour la disposition des interrupteurs, on peut déterminer, pour . chaque structure d'amplificateur paramétrique,l'emplace- ment des interrupteurs et des impédances correspondan- tes.
D'une manière analogue, on peut.également dé-. terminer, pour chaque structure, l'emplacement des sour- ces de tension continue réglables. Dans le cas de bornes d'entrée oourt-cirouitées, et les interrupteurs étant fermée, il doit être possible de choisir librement un varactor du circuit et de régler à zéro l'intensité de courant continu dans ce varactor. Cela doit pouvoir s'ef- fectuer sans que ce réglage modifie l'intensité du courant continu qui traverse les autres varactors. De plus, cette manipulation ne doit pas apporter la moindre modifica- tion aux courants alternatifs traversant la structure complète.
La structure représentée sur la fig. 9 par exemple comporta quatre sources de courant continu régla- bles. Les interrupteurs sont normalement fermés. Lorsqu'
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on désire régler à zéro par exemple l'intensité du courant dans le varactor 43, ce résultat peut être obtenu par un réglage de la source 61 . Ce réglage n'exerce aucune influence sur les courants alternatifs dans la structura ni sur l'intensité du courant continu qui traversé les trois autres branches du pont.
Dans n'importe quelle structure, le courant continu dans chaque varactor, est réglé à zéro l'un après l'autre. Pour chaque varactor, cela s'effectue en deux phases: tout d'abord les interrupteurs sont action- nés de .façon que le courant continu dans le varaotor soit nul. La tension alternative qui est obtenue à la sortie est réglée à zéro à l'aide des condensateurs ré- glables,. Ensuite, on ferme tous les interrupteurs et, l'aide de'la source de courant continu réglable corres- pondante, on règle à nouveau à zéro le signal de sor- tie.
Des calculs analogue3 à ceux effectués pour la structure représentée sur la fig. 1 permettent de déterminer que la source de signal d'entrée doit fournir un courant'd'intensité égale à Ik +Vs/R1 et que les fluctuations de Ik peuvent être rendues pratiquement indépendantes des variations de la température en ré- glant à zéro l'intensité du courant continu dans chaque varactor. On constatera également que les fluctuations dues aux variations des tensions de pompage et des ten- sions continues réglables peuvent être évitées en combi- naison lorsque ces tensions continues' sont prélevées sur un potentiomètre qui est alimenté par une tension redressée proportionnelle à la tension.de pompage.
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Dans les circuits décrits jusqu'à présent, le courant alternatif qui traverse le varactor passe par un condensateur assez gros qui est monté en série avec ce varactor (voir-les condensateurs 30 ou 33 sur la fig- 6, le condensateur 34 sur la fig. 7). Le courant continu dans le varactor traverse alors une grande impédance et un interrupteur-qui est monté en série avec ce varaotor mais en parallèle avec le gros condensateur mentionné.
Ce condensateur doit être grand afin que le courant al- ternatif dans le varaotor ne subisse pas de modification lors de l'ouverture de l'interrupteur. Il en résulte' que le réglage à zéro peut demander assez bien de temps..
En effet, lorsque l'interrupteur 28 est ouvert, toute la tension continue de'la boucle correspondante parvien- dra sur le condensateur 30. Il faut donc attendre jus- qu'à ce que celui-ci soit chargé avant d'entamer le ré- glage de l'équilibre courant alternatif. Ce temps d'at- tente est long lorsque le condensateur est grand.
Cet inconvénient peut être éliminé par 1' emploi d'une seconde sorte de montage tel que représen- té sur la fig. 12. Ici aussi, on' prend comme point de départ l'amplificateur représenté sur la fige 5. Les organes qui assument la même fonction que ceux dec fig.
5 et 6 y portent les mêmes chiffres de référence que sur celles-ci. Dans le circuit, chaque varactor 5 et 6 peut être remplacé, à l'aide d'un interrupteur aortes- pondant, à savoir 70 et 71, par un condensateur corres- pondant, à savoir 72 et 73.Les sources de tension ré- glables V01 .. et V02 sont de même nature et servent également au réglage du courant continu dans les deux
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boucles.
On procède de la manière suivante: Tout d'abord l'intensité du courant continu dans le,varac- tor 5 est réglée à zéro. Ce réglage s'effectue en deux phases. Au cours de la première phase, la varactor 6 du circuit est remplacé par le condensateur 73 à l'ai- de de l'interrupteur 71 et les bornes d'entrée 14 et 15 sont laissées ouvertes. De ce fait, tout le courant con- tinu dans le varactor 5 est interrompu. Par suite de la présence du signal de pompage aux bornes 11, et du fait que les capacités 5 et 73 ne sont pas égales, il se produit un déséquilibre courant alternatif qui se perçoit aux bornes de sortie 17 et 18.
On établit l'é- quilibre à l'aide d'un condensateur de réglage double 57. Ensuite, au cours de la seconde phase, les bornes d'entrée 14 et 15 sont court-circuitées et normale- ment un courant continu traverse le varactor 5. La circulation de ce courant continu se perçoit par le fait que la sortie 17-18 indique à nouveau un dés- équilibre courant alternatif. On laisse Le condensa- teur de réglage tel quel, et à l'aide du potentiomètre 24 on modifie l'intensité du courant continu dans la boucle supérieure jusque ce que la sortie indique l'é- quilibre courant alternatif.
La valeur de la capa- cité 5 est alors à nouveau la même que lorsque le cou- rant continu était internompu, c'est-à-dire que, dans ce cas, le courant continu dans le varactor 5 est éga- lement réglé à zéro.Ensuite, on procède à la même. opé- ration pour le varactor 6:le varactor 5 est remplacé à l'aide de l'interrupteur 71 par le condensateur 73,
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l'entrée 14-15 est à nouveau ouverte, l'équilibre cou- rant alternatif est réglé à l'aide du condensateur do réglage double 57, l'entrée 14-15 est court-circui- tée et le déséquilibre qui en résulte est à nouveau annihilè à l'aide du potentiomètre 25.
Au besoin, ces opérations peuvent être répétées à plusieurs reprises et finalement la circuit est amené dans la position de fono- . tionnement les contacts d'interrupteurs occupant la po- sition représentée sur la figure.
Il y a lieu de noter que lors de l'ouver- ture des bornes d'.entrée, il faut attendre jusque ce - que le condensateur 16 soit chargé. Cette charge ne de- mande cependant pas un temps très long, car le conden- sateur 16 ne doit pas être grand. En effet, peu importe que la mise en court-circuit des bornes 14-15 entrai- ne une modification de l'impédance courant alternatif dans la diagonale 1-3, car cela ne peut provoquer de modification dans l'équilibre courant alternatif.
Le même principe peut encore être utilisé dans d'autres types d'amplificateurs paramétriques avec varactors en montage différentiel tels que défi- nis ci-dessus.
Apres la détermination des structures géné- rales pour lesquelles l'idée inventive est applioable et la définition en termes généraux de la réalisation de cette structure, il y a lieu de noter que plusieurs tensions de pompage de fréquences différentes peuvent être transmises à chaque varaotor. Cela peut s'effectuer par l'intermédiaire de transformateurs différents ou également via le même transformateur dont le primaire est traversé par un courant alternatif non sinusoïdal
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(par exemple un courant en dents de scie}'.
Les signaux de pompage peuvent également être transmis aux varactors sous forme de tensions, mais également sous forme de courants par des généra- teurs de courant qui lancent un courant alternatif dans. les varactors.
En particulier, il y a li eu . de noter que, lors du réglage à'zéro du courant continu dans chaque varactor, la méthode se ramené au fait que, dans la pre- mière phase, grâce à la.position des condensateurs, on mesure et on mémorise l'intensité du courant continu traversant le varactor.
Pour cette mesure, on utilise ,donc l'amplificateur paramétrique lui-même.'Cela per- met d'obtenir un réglage très précisa
De plus, il y a lieu de noter què l'on peut encore disposer d'autres moyens pour régler à zéro l'intensité du courant continu dans chaque ve.rac- tor . La formule 6 fournit les grandeurs V . Vp et a, dont dépend cette intensité de courant-continu et que l'on peut donc régler jusqu'à ce que cette intensité soit égale à zéro. Jusqu'à présent, seul Vp a eté réglé à l'aide de la source de courant continu réglable. On peut également agir- sur la tension de pompage Vp dans chaque boucle..
A cet effet, les enroulements secondai- res qui fournissent la tension de pompage doivent être à même de fournir une tension alternative réglable. Le procédé est alors différent et pas aussi avantageux.
On monte aux bornes d'entrée 14-15 un appareil de mesure courant continu et on ouvre'un interrupteur de façon que le courant continu vers l'un des varaotora
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soit interrompu. On constate immédiatement sur l'ap- pareil de mesure courant continu le sens dans lequel le courant évolue. Ce sens indique si ce varactor doit re- cevoir une plue grande ou une plus petite tension de pompage. On ferme immédiatement l'interrupteur et on augmente ou abaisse la tension de pompage qui est appliquée à ce varaotor, sans modifier la tension de pompage des autres varaotors. Toutefois, de ce fait, on rompt l'équilibre courant alternatif que l'on ré- tablit à l'aide du condensateur différentiel 57.
.Pour ce procédé, le condensateur doit être assez grand.
Ce procédé est répété à plusieurs -reprises jusqu'à ce que l'interrupteur puisse être ouvert sans provoquer une variation notable du courant continu dans la dia- gonale.
Grâce au réglage sur de très faibles et très stables courante d'entrée, tous ces amplificateurs paramétriques conviennent particulièrement bien à l'en- ploi dans un amplificateur opérationnel, Dans ceux-ci, le signal tension continue est'appliqué à l'entrée de l'amplificateur paramétrique. La tension alterna- tive de sortie est alors éventuellement amplifiée par un amplificateur, courant alternatif avant d'être couplée à réaction.
Une autre application importante de ces amplificateurs paramétriques se rencontre dans les amplificateurs de réglage qui amplifient une déviation d'un signal à régler par rapport à un aignal prescrit.
Ce signal d'écart est appliqué à l'entrée d'un tel amplificateur paramétrique et la tension alternative
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de sortie peut, après amplification éventuelle par un amplificateur courant alternatif, faire office de signal de pompage.
Ces amplificateurs peurent également ser- vir d'appareils de mesure pour tensions extrêmement basses, de courants très faibles et de résistances très petites, ou comme appareil de mesure avec source de force électromotrice à très grande résistance inter- ne par exemple dans les pH mètres et autres appareils de ce genre.