FR2558997A1 - Amplificateur correcteur du temps de propagation de groupe de signaux electriques et chaine d'amplification a frequence intermediaire de faisceaux hertziens comportant un tel amplificateur - Google Patents
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Abstract
L'AMPLIFICATEUR CORRECTEUR DU TEMPS DE PROPAGATION DE GROUPE DE SIGNAUX ELECTRIQUES SELON L'INVENTION COMPREND UN TRANSISTOR D'ENTREE 1 SUR LA BASE DUQUEL EST APPLIQUE LE SIGNAL A AMPLIFIER ET UN TRANSISTOR DE SORTIE 2 SUR LEQUEL EST PRELEVE LE SIGNAL VS AMPLIFIE. LES JONCTIONS COLLECTEUR-EMETTEUR DES DEUX TRANSISTORS SONT RELIEES EN SERIE ENTRE UNE PREMIERE BORNE ET UNE DEUXIEME BORNE D'ALIMENTATION 3 ET 4 EN TENSION CONTINUE. CHAQUE TRANSISTOR EST MONTE EN AMPLIFICATEUR DE TENSION SUIVANT LE MODE EMETTEUR COMMUN. LE COLLECTEUR DU TRANSISTOR D'ENTREE EST COUPLE A LA BASE DU TRANSISTOR DE SORTIE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE CELLULE CORRECTRICE 13 DE TEMPS DE PROPAGATION DE GROUPE ET L'EMETTEUR DU TRANSISTOR DE SORTIE EST COUPLE A UNE BORNE D'ALIMENTATION 4 EN TENSION CONTINUE DE L'AMPLIFICATEUR CORRECTEUR PAR L'INTERMEDIAIRE D'AU MOINS UN CONDENSATEUR 35 ET RELIE AU COLLECTEUR DU TRANSISTOR D'ENTREE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UNE SELF DE CHOC 8. APPLICATION : AMPLIFICATEURS A FREQUENCE INTERMEDIAIRE POUR FAISCEAUX HERTZIENS.
Description
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Amplificateur correcteur du temps de propagation de groupe de signaux électriques et chaîne d'amplification à fréquence intermédiaire de faisceaux hertziens comportant un tel amplificateur La présente invention concerne un amplificateur correcteur du temps de propagation de groupe de signaux électriques et une chaîne
d'amplification à fréquence intermédiaire de faisceaux hertziens compor-
tant un tel amplificateur.
Les récepteurs de faisceaux hertziens comportent, avant leur
étage de démodulation, une chaîne d'amplification à fréquence intermé-
diaire dans laquelle des moyens sont prévus pour corriger les variations d'amplitude du signal qu'ils reçoivent, provoquées par le fading ou les précipitations atmosphériques et pour compenser les variations de temps de propagation de groupe dues principalement aux filtres à fréquence
intermédiaire couplés en sortie de leur chaîne de transposition de fré-
quence qui ne retransmettent pas avec la même durée toutes les fréquen-
ces du spectre des signaux appliqués sur leurs entrées. Pour corriger les variations de temps de propagation de groupe un circuit est placé entre l'entrée de la chaîne d'amplification et la sortie des filtres à fréquence intermédiaire des récepteurs. Ce circuit correcteur a pour inconvénient de provoquer une atténuation considerable de l'ordre de 25 dB. Cette atténuation est naturellement compensée par la chaîne d'amplification, mais cette compensation présente toutefois l'inconvénient d'exiger un nombre de transistors important pour réaliser la chaîne d'amplification, au détriment du rapport signal à bruit obtenu en sortie de la chaîne d'amplification.
Le but de l'invention est de pallier les inconvénients précités.
A cet effet, l'invention a pour objet un amplificateur correcteur de temps de propagation de groupe de signaux électriques comprenant un transistor d'entrée sur la base duquel est appliqué le signal à amplifier et un transistor de sortie sur lequel est prélevé le signal amplifié, les jonctions collecteur-émetteur des deux transistors étant reliées en série entre une première borne et une deuxième borne d'alimentation en tension
continue caractérisé en ce que chaque transistor est monté en amplifica-
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teur de tension suivant le mode émetteur commun, le collecteur du transistor d'entrée étant couplé à la base du transistor de sortie par l'intermédiaire d'une cellule correctrice de temps de propagation de groupe et l'émetteur du transistor de sortie étant couplé à une borne d'alimentation en tension continue de la cellule amplificatrice par l'inter- médiaire d'au moins un condensateur et relié au collecteur du transistor
d'entrée par l'intermédiaire d'une self de choc.
L'invention a également pour objet une chaîne d'amplification à fréquence intermédiaire pour faisceaux hertziens caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité d'amplificateurs du type décrit ci-dessus reliés en série par l'intermédiaire d'atténuateurs variables dont le rapport d'atténuation est commandé par un circuit de commande automatique de
gain couplé à la sortie de la chaine d'amplification.
L'amplificateur correcteur de l'invention a pour avantage qu'il est
constitué de composants peu nombreux, simples à assembler et consom-
mant peu. Il permet d'obtenir simultanément des fonctions d'amplification et de correction des variations de temps de propagation de groupe tout en ayant un gain nettement suffisant de l'ordre de 15 dB ce qui perrrmet, en associant seulement trois amplificateurs en cascade séparés par des atténuateurs variables, de réaliser une chaîne à fréquence intermédiaire
pour faisceau hertzien présentant une très faible consommation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront
au cours de la description faite au regard des dessins annexés donnés
uniquement à titre d'exemple et qui représentent: - la figure I un amplificateur correcteur de temps de propagation
de groupe selon l'invention; -
- la figure 2 une chaîne d'amplification à fréquence intermédiaire réalisée par la mise en série de plusieurs amplificateurs correcteurs selon l'invention. L'amplificateur correcteur représenté à la figure I comprend deux transistors 1 et 2 couplés en cascade, chacun d'eux étant polarisé pour
fonctionner suivant le mode émetteur commun.
Les jonctions collecteur-émetteur des transistors 1 et 2 sont reliées en série entre une première borne d'alimentation en tension continue 3 et une deuxième borne d'alimentation en tension continue 4 de
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l'amplificateur correcteur. La borne 4 constitue la masse M de l'amplifi-
cateur correcteur et est reliée au circuit de celui-ci au travers d'une ligne de masse 5. L'émetteur e1 du transistor 1 est relié à la ligne de masse 5
au travers d'une résistance 6 et d'un condensateur 7 branchés en parallèle.
Le collecteur c1 du transistor 1 est relié à l'émetteur e2 du transistor 2 au travers d'une bobine haute fréquence ou self de choc 8 présentant une très forte impédance pour les fréquences du spectre du signal à amplifier. Le collecteur c2 du transistor 2 est relié à la borne 3 d'alimentation de l'amplificateur correcteur au travers également d'une self de choc 9 qui a aussi une très forte impédance pour les fréquences du spectre du signal amplifié. La polarisation continue des transistors 1 et 2 est obtenue par un
pont de polarisation formé des résistances 10, 11, 12 montées respecti-
vement en série entre la borne d'alimentation 3 et la ligne de masse 5. La base b1 du transistor 1 est reliée au point de liaison commun des résistances 11 et 12 et la base b2 du transistor 2 est reliée au point de liaison commun des résistances 10 et 11. Les valeurs des résistances 10, 11, 12 sont ajustées pour régler les courants de base des transistors 1 et 2 et permettre le fonctionnement des transistors 1 et 2 dans le mode connu sous le nom de "classe A" des amplificateurs. Le réglage des courants de
base permet l'ajustement du courant circulant dans l'espace collecteur-
émetteur de chacun des transistors reliés en série entre les bornes d'alimentation 3 et 4 au travers des selfs de choc, 8 et 9, la résistance d'émetteur 6 et la ligne de masse 5; ce courant étant à peu près égal au
courant circulant dans la résistance d'émetteur 6.
Le collecteur c1 du transistor 1 est également relié à la base b2
du transistor 2 au moyen d'une cellule correctrice de temps de propaga-
tion de groupe 13 représentée à l'intérieur d'une ligne en pointillés. La cellule 13 comprend deux bornes d'entrée F1 et F2 et deux bornes de
sortie F3 et F4, les bornes F2 et F4 étant reliées à la ligne de masse 5.
La cellule 13 a une structure de cellules passe-tout, elle com-
prend, un auto transformateur de rapport de transformation 1/2 constitué par des enroulements 14 et 15 reliés en série, une résistance 16 montée en parallèle entre les deux extrémités non communes des enroulements 14 et , et une self 17, d'inductance réglable, montée en série avec un condensateur 18 entre le point médiant de l'auto transformateur commun
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aux enroulements 14 et 15 et la ligne de masse 5 au travers de la borne F4. Les extrémités non communes des enroulements 14 et 15 sont reliées respectivement à la borne d'entrée F1 et à la borne de sortie F3 de la cellule. La borne d'entrée F1 de la cellule est couplée au collecteur c1 du
transistor 1 au moyen d'un circuit d'adaptation formé par une self-
inductance 19, un condensateur variable 20 et une résistance variable 21 montés en parallèle entre les bornes d'entrée F1 et F2 de la cellule. La borne d'entrée F1 est également reliée au collecteur c du transistor 1 par
l'intermédiaire d'une résistance 22, d'un condensateur 23 et d'un condensa-
teur 24 reliés en série. La borne de sortie F3 de la cellule est reliée à la
base b2 du transistor 2 au travers d'un condensateur 25.
L'amplificateur correcteur comprend également une borne d'en-
trée 26 sur laquelle est appliqué le signal à amplifier VE et une borne de sortie 27 sur laquelle est prélevé le signal VS amplifié. La borne 26 est reliée à la base b1 du transistor I au travers respectivement des condensateurs 28 et 29 reliés en série. Une extrémité du condensateur 28 est reliée à la borne 26 et une extrémité du condensateur 29 est reliée à la base b1 du transistor 1. Une résistance 30 est également montée en
parallèle aux bornes du condensateur 29.
La borne 27 de sortie de l'amplificateur correcteur est reliée au collecteur c2 du transistor 2 au travers d'un condensateur 31 et d'une résistance 32 reliés en série, une extrémité de la résistance 32 étant reliée au collecteur c2 du transistor 2 et une extrémité du condensateur 31 étant reliée à la borne de sortie 27. Le point de liaison commun au condensateur 31 et à la résistance 32 est relié à la ligne de masse 5 au
travers d'une résistance 33 et d'un condensateur 34 montés en parallèle.
Egalement l'émetteur e2 du transistor 2 est relié à la ligne de masse 5 au
travers d'un condensateur 35..
Le transistor I comporte un circuit de contre-réaction, entre sa base b1 et son collecteur c1, formé par le condensateur 24 et une
résistance 36 montés en série.
Egalement le transistor 2 comporte un circuit de contre-réaction entre son collecteur c2 et sa base b2 formé par un condensateur 37, une résistance 38 et une résistance 39 reliées en série. Une self-inductance 40
est branchée en parallèle aux bornes de la résistance 38.
Dans le montage représenté à la figure 1 les condensateurs 7 et 35 ont des impédances très faibles pour assurer le découplage des émetteurs e et e2 des transistors 1 et 2 de sorte qu'aucune composante alternative de signal de fréquence intermédiaire ne puisse apparaître entre les
émetteurs e et e2 et la ligne de masse 5 de l'amplificateur correcteur.
Les selfs-inductances 8 et 9 ont par contre des inductances très élevées à la fréquence intermédiaire d'utilisation de façon à bloquer la circulation
du courant alternatif produit en fréquence intermédiaire entre le collec-
teur c du transistor 1 et l'émetteur e2 du transistor 2 et le courant alternatif qui pourrait circuler entre la borne d'alimentation et le
collecteur c2 du transistor 2.
Les découplages et le mode de polarisation des transistors 1 et 2 permettent un fonctionnement de chacun des étages d'entrée et de sortie dans le mode émetteur commun, la charge de transistor 1 étant constituée par la cellule 13 et les éléments 19 à 24 et la charge alternative du
transistor 2 étant constituée par les éléments 31 à 34.
L'adaptation de l'étage d'entrée de l'amplificateur correcteur est effectuée à l'aide des condensateurs 28 et 29 et de la résistance 30 montés en parallèle aux bornes du condensateur 29. Dans le mode de réalisation qui vient d'être décrit les condensateurs 28 et 31 ont des capacités élevées de manière que leur impédance soit très faible vis à vis de l'impédance d'entrée de l'amplificateur correcteur et de l'impédance de
sortie de celui-ci à la fréquence d'utilisation.
Le montage amplificateur qui vient d'être décrit permet d'obtenir un fonctionnement optimal de la cellule de correction de temps de
propagation de groupes.
Si ZA désigne l'impédance interne du circuit d'alimentation de la cellule 13, formé par le transistor 1, les éléments 19 à 21 du circuit d'adaptation et des éléments de liaison 22 à 24, connecté entre les bornes F1 et F2 d'entrée de la cellule, ZB désigne l'impédance d'entrée base émetteur du transistor 2 connecté à la sortie de la cellule etp désigne la valeur de la résistance 16, le fonctionnement optimal de la cellule est obtenu si entre les valeurs des modules des impédances ZA Y ZB et? il existe les relations: module ZA>/> module ZB (1) et 4.ZA.ZB = P2 (2) Les variations de fréquence du signal appliqué à l'entrée de l'amplificateur n'ont pas d'effet dans ces conditions, sur l'amplitude du signal de sortie alors qu'elles en ont un sur sa phase. En agissant sur les réglages de l'inductance de la self 17 et de la capacité du condensateur 18 on agira sur l'amplitude maximale du temps de propagation de groupe de
la cellule 13.
Un exemple de réalisation d'une chaîne d'amplification à fré-
quence intermédiaire pour faisceaux hertziens réalisée par la mise en
série de plusieurs amplificateurs correcteurs selon l'invention est mainte-
nant décrit à l'aide du schéma représenté à la figure 2. La chaîne
d'amplification 41 montrée à la figure 2 comprend une suite d'amplifica-
teurs correcteurs 42, 43 et 44 du type de celui représenté à la figure 1, reliés en série au travers d'atténuateurs variables 45 et 46. La chaîne d'amplification comprend également un amplificateur d'entrée 47 et un amplificateur de sortie 48. Le signal de fréquence intermédiaire V e obtenu en sortie de la chaîne de transposition, d'un récepteur de faisceau
hertzien, non représenté, est appliqué à l'entrée de l'amplificateur d'en-
trée 47 au travers d'un pré-amplificateur de fréquence intermédiaire 49 et d'un filtre passe-bande 50 reliés en série. L'amplificateur de sortie 48 est relié par son entrée à la sortie de l'amplificateur correcteur 44 et retransmet sur sa sortie le signal à fréquence intermédiaire V$ corrigé par la chaîne des amplificateurs correcteurs 42, 43 et 44. L'amplificateur d'entrée 47 est également relié par sa sortie à l'entrée de l'amplificateur
correcteur 42 au travers de l'atténuateur variable 51. La chaîne d'amplifi-
cation 41 comprend également un dispositif de commande automatique de gain 52 couplé à l'amplificateur de sortie 48 et qui commande le rapport
d'atténuation des atténuateurs variables 45, 46 et 51.
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Claims (10)
1. Amplificateur correcteur du temps de propagation de groupe de signaux électriques comprenant un transistor d'entrée (1) sur la base duquel est appliqué le signal à amplifier et un transistor de sortie (2) sur
lequel est prélevé le signal (VS) amplifié, les jonctions collecteur-
émetteur des deux transistors étant reliées en série entre une première borne et une deuxième borne d'alimentation (3 et 4) en tension continue, caractérisé en ce que chaque transistor est monté en amplificateur de tension suivant le mode émetteur commun, le collecteur du transistor d'entrée étant couplé à la base du transistor de sortie par l'intermédiaire d'une cellule correctrice (13) de temps de propagation de groupe et l'émetteur du transistor de sortie étant couplé à une borne d'alimentation (4) en tension continue de l'amplificateur correcteur par l'intermédiaire d'au moins un condensateur (35) et relié au collecteur du transistor
d'entrée par l'intermédiaire d'une self de choc (8).
2. Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cellule correctrice de temps de propagation de groupe (13) comprend, un auto transformateur de rapport de transformation 1/2 constitué par deux enroulements (14 et 15) reliés en série, une résistance (16)A montée en parallèle entre les extrémités non communes des enroulements (14 et 15) de l'auto transformateur, et une self d'inductance (17) montée en série avec un condensateur (18) entre le point commun aux enroulements (14 et ) de l'auto transformateur et une borne d'alimentation (4) en tension
continue de l'amplificateur.
3. Amplificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que la
self d'inductance (17) et le condensateur (18) ont des impédances ajusta-
bles.
4. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 2 et 3,
caractérisé en ce que la cellule correctrice de temps de propagation de groupe est couplée par son entrée au collecteur du transistor d'entrée par l'intermédiaire d'un circuit d'adaptation d'impédance ZA et est couplée par sa sortie sur l'impédance ZB de l'espace base émetteur du transistor de sortie (2), les valeurs des modules des impédances ZA, ZB et la valeur
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de la résistance p de la cellule étant déterminées pour qu'entre eux existent les relations module ZA>c > module ZB
- 2
et 4.ZA. ZB =/2
5. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que la polarisation en tension continue des bases des transistors d'entrée et de sortie est obtenue par un pont de polarisation unique formé de résistances (10, 11, 12) reliées en série entre la première
(3) et la deuxième (4) borne d'alimentation de l'amplificateur.
6. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisé en ce que l'émetteur (el) du transistor (1) est relié à la deuxième borne d'alimentation (4) par l'intermédiaire d'une résistance
d'émetteur (6).
7. Amplificateur selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend également un condensateur de découplage branché entre les bornes d'extrémité de la résistance d'émetteur (6) du transistor (1) d'entrée.
8. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 7,
caractérisé en ce que le transistor d'entrée (1) comporte un circuit de
contre-réaction entre son collecteur (c1) et sa base (b1).
9. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications I à 8,
caractérisé en ce que le transistor de sortie (2) comporte un circuit de
contre-réaction entre son collecteur (c2) et sa base (b2).
10. Chaîne d'amplification à faisceaux hertziens, caractérisée en ce qu'elle comprend une pluralité d'amplificateurs correcteurs selon les
revendications I à 9, reliés en série par l'intermédiaire d'atténuateurs
variables (45, 46, 51) dont le rapport d'atténuation est commandé par un
circuit automatique de gain (52) couplé à la sortie de la chaîne d'amplifi-
cation.
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