FR2578131A1 - Piege de frequence image suivant les variations d'accord - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE UN AGENCEMENT D'ACCOUPLEMENT HAUTE FREQUENCE DANS UN RECEPTEUR HAUTE FREQUENCE SUPERHETERODYNE AYANT UN ORIFICE D'ENTREE DE SIGNAUX HAUTE FREQUENCE ET PRESENTANT UNE REPONSE A LA FREQUENCE IMAGE NON SOUHAITEE LORSQU'IL EST ACCORDE A UNE FREQUENCE DU SIGNAL SOUHAITE. SELON L'INVENTION, IL COMPREND DES PREMIER 102 ET SECOND 116 CIRCUITS RESONANTS COMPRENANT CHACUN DES BRANCHES EN PARALLELE CAPACITIVE ET INDUCTIVE, LE PREMIER CIRCUIT RESONANT ETANT RELIE A L'ORIFICE D'ENTREE POUR EN RECEVOIR UN SIGNAL; UN PREMIER MOYEN D'ACCOUPLEMENT 122 POUR L'ACCOUPLEMENT MUTUEL DES PREMIER ET SECOND CIRCUITS RESONANTS, ET UN MOYEN D'IMPEDANCE 110 RELIE EN SERIE AVEC LA BRANCHE CAPACITIVE DU PREMIER CIRCUIT RESONANT POUR PRODUIRE UN SIGNAL DE NEUTRALISATION ET UN SECOND MOYEN D'ACCOUPLEMENT 115 POUR COUPLER AU MOINS UNE PARTIE DU SIGNAL DE NEUTRALISATION A LA BRANCHE INDUCTIVE DU SECOND CIRCUIT RESONANT. L'INVENTION S'APPLIQUE NOTAMMENT A LA TELEVISION.
Description
La présente invention se rapporte au domaine des réseaux sélecteurs de
fréquence et plus particulièrement à des réseaux pour évincer la réponse d'image dans un
récepteur superhétérodyne, comme un téléviseur typique.
Dans des récepteurs superhétérodynes, il y a une possibilité d'obtenir une grande variété de réponses parasites. Les signaux à la fréquence image sont une source principale de réponses parasites. Les signaux d'image sont des signaux dont la fréquence est supérieure à la fréquence à laquelle le récepteur est accordé du double de la fréquence intermédiaire, en supposant que l'oscillateur local fonctionne à une fréquence supérieure à celle du signal souhaité. Si de tels signaux atteignent le mélangeur, ils se combinent à la fréquence d'oscillateur local pour produire une différence de fréquences qui est exactement égale à la fréquence intermédiaire, et apparaissent ainsi à la sortie du récepteur en même temps que le signal souhaité. Une interférence par les signaux à la fréquence
image est particulièrement peu souhaitable dans un télé-
viseur car une interférence avec l'image visualisée est facilement perçue et est généralement irritante pour le spectateur. Les réponses de l'image peuvent être réduites en prévoyant une sélectivité suffisante entre l'entrée du récepteur et la source du mélangeur pour empêcher un signal à la fréquence image d'atteindre le mélangeur à une amplitude appréciable. Des circuits spéciaux d'accouplement ont été utilisés dans des radiorécepteurs pour améliorer la discrimination des signaux d'image sans atténuer de manière significative le signal souhaité. De tels circuits d'accouplement doivent également permettre à la suppression de l'image ou à la fréquence du piège de suivre la variation d'accord de façon que la séparation de fréquencesentre la
fréquence d'accord et la fréquence du piège reste constante.
Cette condition résulte du fait que la séparation de la fréquence image et de la fréquence du signal souhaité est indépendante de l'accord, étant égale au double de la fréquence intermédiaire. Des exemples de tels circuits d'accouplement sont décrits dans "Radio Receiver Design" par K.R. Sturley, publié par Chapman et Hall, Ltd, Londres, 1953, pages 349-353 et dans "Radio Engineers' Handbook" de F.E. Terman, publié par McGraw- Hill Book Company, Inc., New York, 1943, page 645. Dans ces circuits, une tension de neutralisation est développée dans une bobine auxiliaire reliée à l'entrée. Les caractéristiques du circuit sont choisies de façon que la tension de neutralisation produise une annulation des signaux à la fréquence image sans
affecter de manière appréciable le signal souhaité. Cepen-
dant, la bobine auxiliaire dans ces exemples est reliée de manière inductive aux autres bobines dans le circuit d'accouplement. Tandis que de tels agencements utilisant un accouplement inductif peuvent être satisfaisants à de relativement faibles fréquences radio, leur mise en oeuvre pose des problèmes aux fréquences de télévision, en particulier aux ultra hautes fréquences (UHF). A de telles
fréquences, les inductances peuvent se composer principa-
lement d'une courte bande d'une feuille de cuivre et dans de telles conditions, les problèmes d'obtention et d'ajustement de l'accouplement inductif sont très difficiles et ne sont pas souhaitables, en particulier en production
en masse.
Selon un aspect de l'invention, un premier circuit résonant en parallèle est relié pour recevoir le signal d'entrée du récepteur et il est de plus mutuellement relié à un second circuit résonant en parallèle par un premier accouplement. Une impédance de circuit est reliée dans la branche capacitive du premier circuit résonant pour produire un signal neutralisant. Au moins une partie du signal neutralisant est appliquée à la branche inductive
du second circuit résonant par un second accouplement.
Selon un autre aspect de l'invention les deux circuits résonants sont accordés à la fréquence souhaitée
du signal.
Selon un autre aspect de l'invention, l'impédance de circuit est choisie pour présenter une fréquence caractéristique telle que l'annulation sensible se produise dans la branche inductive du second circuit résonant entre les composantes du signal à la fréquence image qui sont appliquées par le premier accouplement et les composantes à la fréquence image qui sont appliquées par le second
accouplement. Selon un autre aspect de l'invention, l'annu-
lation des composantes correspondantes à la fréquence du signal souhaité est sensiblement moindre que l'annulation entre les composantes à la fréquence image. Selon un autre aspect de l'invention, la séparation des fréquences entre
les fréquences du signal souhaité et d'image est sensible-
ment constante.
L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci
apparaîtront plus clairement au cours de la description
explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de. réalisation de l'invention et dans lesquels: - la figure I montre partiellement sous forme de bloc et partiellement sous forme de schéma de circuit,
un agencement d'accouplement haute fréquence ou radio-
fréquence comprenant un mode de réalisation préféré de la présente invention; et - la figure 2 montre partiellement sous forme de schémabloc et partiellement sous forme schématique, une mise en oeuvre de l'agencement d'accouplement montré sur
la figure 1.
Dans l'agencement d'accouplement de la figure 1, une source radiofréquence ou haute fréquence 100 est reliée à un circuit accordé 102 qui comprend une capacité d'accord 104 et une inductance 106 qui forment ensemble un circuit résonant en parallèle. Le circuit résonant est complété par le fait que l'inductance 106 est reliée à une masse commune 108 et que la capacité 104 est reliée à la masse par un circuit résonant 110 qui comprend une combinaison
en parallèle d'une capacité 112 et d'une inductance 114.
Le courant dans la capacité 104 forcera par conséquent une tension à apparaître dans l'impédance du circuit résonant 110. Le circuit résonant 102 est accordé-à la fréquence du signal souhaité de la source haute fréquence 100. La source 100 peut par exemple comprendre un amplificateur haute fréquence relié à une source de signaux comme une antenne de réception ou une sortie de télévision par câble. Tandis que le circuit résonant 102 présentera une réponse maximum à la fréquence du signal souhaité, il présentera également une certaine réponse à d'autres fréquences comme à la fréquence image. Ainsi, les signaux à la fréquence du signal-souhaité et les signaux à la fréquence image qui peuvent être présents à la sortie de la source 100 provoqueront l'apparition de
tensions correspondantes dans le circuit résonant 110.
Un autre circuit résonant 116 comprend une inductance 118 et une capacité 120 qui forment ensemble un circuit résonant en parallèle, qui est également accordé à la fréquence du signal souhaité. La capacité 120 est reliée à la masse tandis que l'inductance 118 est
reliée à la masse par un accouplement 115 par l'intermé-
diaire du circuit résonant 110, c'est-à-dire que le circuit
résonant 110 forme une impédance commune dans l'accouple-
ment à la masse de la capacité 104 et de l'inductance 118.
La tension développéedans le circuit accordé 110 par le courant dans la capacité 104 sera par conséquent injectée dans le circuit résonant 116. Les circuits résonants 102 et 116 sont également mutuellement couplés par un accouplement 122, montré sur la figure 1 sous la forme d'un bloc. L'accouplement 122 peut être mis en oeuvre de toute forme pratique et appropriée, dont un exemple sera décrit ci-après. Comme on le sait bien par la théorie des circuits, de tels accouplements peuvent généralement être
réduits à un circuit couplé simple équivalent avec accou-
plement à une inductance mutuelle. Les signaux couplés à l'inductance 118 par l'accouplement 122 seront en addition aux signaux couplés à l'inductance 118 par le circuit résonant 110. Il y aura par conséquent deux composantes du signal dans l'inductance 118 pour chaque fréquence du signal présente à la sortie de la source 100. On a trouvé qu'il était possible de forcer ces composantes à s'annuler sensiblement pour les signaux à la fréquence image sans affecter de manière appréciable les signaux à la fréquence du signal souhaité. Cela est obtenu en choisissant de manière appropriée les valeurs d'élément du circuit et le signe de l'accouplement 122 de façon que les composantes à la fréquence image appliquées à l'inductance 118 soient
d'amplitude égale et de signe opposé. Du fait des caracté-
ristiques des accouplements qui dépendant de la fréquence, ces conditions ne sont pas remplies à la fréquence du signal souhaité et il ne se produit pas d'annulation sensible. L'agencement d'accouplement fonctionne par conséquent comme un piège pour les signaux à la fréquence image et la sortie du circuit résonant 116 présentera un signal d'image relativement faible en comparaison avec la sortie de la source 100. La sortie dérivée du circuit résonant 116 est alors appliquée aux circuits 122 de traitement de signaux du téléviseur pour un plus ample traitement. Comme on l'a précédemment mentionné, il est souhaitable que la séparation entre la fréquence d'accord
et la fréquence piège d'image reste constante avec l'accord.
Le fonctionnement du circuit résonant 110 pour obtenir
sensiblement cette condition peut être expliqué comme suit.
Si l'on suppose d'abord que la capacité 112 n'est pas connectée, on peut montrer que la séparation des fréquences entre la fréquence d'accord et la fréquence du piège est
proportionnelle à la fréquence d'accord avec la proportion-
nalité étant déterminée par l'inductance 114. Pour que la séparation des fréquences ne varie pas lorsque l'accord est changé, il faut que la valeur effective de l'inductance 114 varie de manière inverse au carré de la fréquence sur la plage des fréquences d'intérêt. Tandis qu'une telle inductance dépendant de la fréquence est fictive, un effet
équivalent est obtenu dans la présente invention par l'ad-
dition de la capacité 112 pour former le circuit résonant 110. Avec des valeurs appropriées pour la capacité 112 et l'inductance 114, on a trouvé que le circuit résonant 110 pouvait être forcé à présenter une impédance effective correspondant à l'impédance d'une inductance fictive dont la valeur effective varie inversement avec le carré de la fréquence sur la plage des fréquences d'intérêt. Comme on l'a expliqué, une telle caractéristique a pour résultat la séparation entre la fréquence piège d'image et la fréquence d'accord qui reste constante et par conséquent qui est capable de suivre la fréquence réelle d'image tandis que
l'accord varie.
La figure 2 montre une mise en oeuvre de l'agence-
ment d'accouplement approprié à une utilisation dans un téléviseur, par exemple. Une source de signaux ultra haute fréquence ou UHF 200 qui peut, par exemple, comprendre une
antenne, une sortie de télévision par câble ou un enregis-
treur sur bande vidéo, est reliée à des circuits amplifica-
teur haute fréquence et d'accord 201. Typiquement, la sortie de l'amplificateur 201 contiendra des signaux à la fréquence image en plus du signal souhaité. Cette sortie est appliquée à un circuit résonant 202 accordé à la fréquence du signal souhaité et comprenant une inductance 206 et une capacité 204 qui typiquement comprendra une diode à capacité variable réglée en tension, comme cela est schématiquement indiqué ici. Une boucle à la masse 207 est prévue adjacente à l'inductance 206 pour permettre des ajustements grossiers en fléchissant la boucle pour changer son accouplement à l'inductance 206. La capacité 204 est reliée à la masse par un condensateur 205 de blocage du courant continu et une inductance 214 qui, typiquement, a une valeur si faible qu'elle peut être formée d'une petite section de feuille sur une planche de circuit imprimé. L'inductance 214 et une capacité 212 forment un circuit résonant 210 pour produire une tension de neutralisation, correspondant au circuit résonant 110 de la figure 1. La capacité 212 est typiquement très faible et peut usuellement être formée par la capacité parasite associée à un conducteur formé sur une planche de circuit imprimé, donc aucun autre composant de capacité n'est nécessaire. La tension développée dans le circuit résonant 210 est appliquée à une inductance 218 par un diviseur de tension qui comprend une inductance 215 en série et une inductance 219 en shunt, ces deux inductances pouvant être typiquement formées par des bandes conductrices sur une planche de circuit imprimé. Ainsi, seule une partie de la tension de neutralisation dans le circuit résonant 210 est réellement appliquée à l'inductance 218. Une boucle 217 à la masse à proximité de l'inductance 218 est prévue pour l'ajustement grossier. L'inductance 218 forme un circuit résonant 216 à la fréquence du signal souhaité avec une capacité 220, montrée comme une diode à capacité variable, qui est mise à la masse par un condensateur 221 de blocage du courant.-continu. Les deux capacités 204 et 220 sont alimentées en une tension d'accord par des résistances 203 et 225, respectivement, d'une source de tension d'accord 226 qui fournit également une tension d'accord aux éléments d'accord dans l'amplificateur haute
fréquence 201.
Les circuits résonants 202 et 216 sont mutuellement couplés par un accouplement 222 qui comprend une inductance 223 et une capacité 225 en parallèle. La sortie du circuit résonant 216 est appliquée aux circuits 224 de traitement
de signaux du récepteur pour un plus ample traitement.
Comme on peut le comprendre par la correspondance
des modes de réalisation des figures 1 et 2, le fonctionne-
ment du mode de réalisation de la figure 2 se conformera
sensiblement à la description déjà donnée pour le mode de
réalisation de la figure 1. Il faut remarquer que le divi-
seur de tension comprenant les inductances 215 et 219 est employé parce que l'amplitude du signal requise pour l'annulation de l'image dans l'inductance 218 est plus faible que celle pouvant être développée dans l'inductance 214 lorsque cela est fait à des dimensions pratiques traditionnelles. La mise en oeuvre de l'invention selon les figures 1 et 2 n'est donnée qu'à titre d'exemple. Diverses modifi- cations du circuit pour la mise en oeuvre de l'invention
selon la description qui précède seront apparentes. Par
exemple, d'autres formes équivalentes de l'accouplement peuvent être utilisées à la place-du circuit résonant en parallèle 222 qui est illustré. Pour un autre exemple, tandis que la source de tension d'accord 226 est illustrée comme fournissant la même tension d'accord aux diodes d'accord 204 et 220 et aux circuits amplificateur haute fréquence et d'accord 201, des tensions différentes pourraient être fournies à ces éléments si cela était requis. Par ailleurs, le diviseur de tension comprenant les inductances 215 et 219 ne doit pas nécessairement être utilisé si les valeurs de l'inductance 214 et de la
capacité 212 sont changées de manière correspondante.
Par ailleurs, tandis que le fonctionnement de l'invention
a été décrit en se référant à des récepteurs radio-
fréquence, l'invention peut également être utilisée dans d'autres applications o une fréquence piège est nécessaire pour suivre l'accord à une fréquence du signal souhaité
Claims (21)
1.- Agencement d'accouplement haute fréquence dans un récepteur haute fréquence superhétérodyne ayant un orifice d'entrée de signaux haute fréquence et présentant une réponse non souhaitée à la fréquence image lorsqu'il est accordé à uns fréquence du signal souhaité, du type comprenant: des premier et second circuits résonants, chacun
comprenant des branches respectives en parallèle capaci-
tive et inductive, ledit premier circuit résonant étant relié audit orifice d'entrée pour recevoir un signal audit orifice d'entrée; un premier moyen d'accouplement pour coupler mutuellement lesdits premier et second circuits résonants caractérisé par un moyen d'impédance (110) relié an série avec ladite branche capacitive dudit premier circuit résonant pour produire un signal de neutralisation; et un second moyen d'accouplement (115) pour coupler au moins une partie dudit signal neutralisant dans ladite
branche inductive dudit second circuit résonant.
2.- Agencement selon la revendication 1, caractérisé en ce que les premier (102) et second (116) circuits résonants résonent sensiblement à la fréquence du signal
souhaité.
3.- Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen précité d'impédance (110) est choisi pour présenter une fréquence caractéristique telle qu'une annulation sensible se produise sur une plage prédéterminée de fréquences image dans la branche inductive (118) du second circuit résonant entre les composantes à la fréquence image d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouplement (122) et les composantes
à la fréquence image de la partie du signal de neutrali-
sation.
4.- Agencement selon la revendication 3,
caractérisé en ce que l'annulation dans la branche induc-
tive (118) précitée du second circuit résonant (116) précité des composantes de fréquence du signal souhaité d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouplement (122) et des composantes de fréquence du signal souhaité de la partie du signal de neutralisation est sensiblement plus faible que ladite annulation entre les composantes à
la fréquence image.
5.- Agencement selon la revendication 4, caractérisé en ce que la séparation des fréquences entre la fréquence du signal souhaité et la fréquence image est
sensiblement constante.
6.- Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen précité d'impédance comprend un troisième circuit résonant pour produire le signal de neutralisation.
7.- Agencement selon la revendication 6, caractérisé en ce que le troisième circuit résonant précité comprend une connexion en parallèle d'une inductance (114)
et d'une capacité (112).
8.- Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second moyen d'accouplement (115) précité comprend une connexion entre le troisième circuit résonant (110) et la branche inductive (118) du second
circuit résonant (116).
9.- Agencement selon la revendication 7, caractérisé en ce que le second moyen d'accouplement
précité comprend un diviseur de tension.
10.- Agencement selon la revendication 8, caractérisé en ce que la fréquence de résonance du troisième circuit résonant précité est choisie pour provoquer, sur une plage prédéterminée de fréquences, une annulation sensible dans la branche inductive (118) précitée du second circuit résonant (116) précité entre les composantes à la fréquence image d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouplement (122) et les composantes à la fréquence image de la partie il
du signal de neutralisation.
11.- Agencement selon la revendication 10,
caractérisé en ce que l'annulation dans la branche induc-
tive (118) précitée du second circuit résonant (116) précité des composantes de fréquence du signal souhaité d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouplement (122) précité et des composantes de fréquence du signal souhaité de la partie du signal de neutralisation est sensiblement plus faible que l'annulation à ladite fréquence
image.
12.- Agencement selon la revendication 11, caractérisé en ce que la différence de fréquences entre la fréquence image et la fréquence du signal souhaité est sensiblement indépendante de ladite fréquence du signal
souhaité sur une plage prédéterminée de fréquences.
13.- Agencement selon la revendication 12, caractérisé en ce que la fréquence image précitée est
supérieure à la fréquence du signal souhaité.
14.- Agencement selon la revendication 9,
caractérisé en ce que la fréquence de résonance du troi-
sième circuit résonant précité est choisie pour provoquer, sur une plage prédéterminée de fréquences, une annulation sensible dans la branche inductive (118) précitée du second circuit résonant (116) précité entre les composantes à la fréquence image d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouplement (112) et les composantes à la fréquence
image de la partie du signal de neutralisation.
15.- Agencement selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'annulation dans la branche inductive (118) du second circuit résonant (116) précité des composantes de fréquence du signal souhaité d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouplement précité et des composantes de fréquence du signal souhaité de la partie du signal de neutralisation est sensiblement plus faible
que l'annulation à ladite fréquence image.
16.- Agencement selon la revendication 15, caractérisé en ce que la différence de fréquences entre la fréquence image et la fréquence du signal souhaité est sensiblement indépendante de la fréquence du signal
souhaité sur une plage prédéterminée de fréquences.
17.- Agencement selon la revendication 16, caractérisé en ce que la fréquence image précitée est
supérieure à la fréquence du signal souhaité.
18.- Agencement selon la revendication 2, caractérisé en ce que le moyen d'impédance (110) est choisi pour présenter une fréquence caractéristique telle qu'une annulation sensible se produise dans la branche inductive (118) précitée du second circuit résonant (116) précité
entre les composantes de la partie du signal de neutralisa-
tion ayant une fréquence sensiblement égale à une fréquence piège prédéterminée et les composantes à la fréquence
piège d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouple-
ment (122) précité.
19.- Agencement selon la revendication 18, caractérisé en ce que l'annulation dans la branche inductive (118) précitée du second circuit résonant (119) précité des composantes à la fréquence du signal souhaité de la partie du signal de neutralisation et des composantes à la fréquence souhaitée d'un signal appliqué par le premier moyen d'accouplement (122) est sensiblement plus faible que ladite annulation entre les composantes à la fréquence
piège.
20.- Agencement selon la revendication 19, caractérisé en ce que la séparation des fréquences entre la fréquence piège et la fréquence du signal souhaité est
sensiblement constante.
21.- Agencement selon la revendication 20, caractérisé en ce que la fréquence piège précitée est
sensiblement égale à la fréquence image précitée.
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