Brevet FR2008772A1 — publié le 19700123

i 2008772 La présente invention est relative à la production de filtres passe-baflde en échelle présentant une gamme de sélectivités et de largeurs de bande différentes et utilisant des résonateurs piézoélectriques de propriétés prédéterminées fixes en parallèle 5 et en série sans modifier les propriétés des résonateurs pour les différentes sélectivités ou bandes passantes des filtres . Pour mettre en oeuvre l'inventionj un tronçon de filtre piézoélectrique en échelle est constitué par deux résonateurs piézoélectriques identiques -, montés dans une branche parallèle et le 10 circuit comporte des condensateurs .Dans un mode de réalisation de l'invention , les condensateurs forment un tronçon en "P" ou une cellule eh Pi équivalente entre une branche piézoélectrique parallèle et une branche piézoélectrique série .Les capacités de ces condensateurs ainsi que celles d'autres condensateurs du cir-cuit sont variables afin d'obtenir la largeur de bande et la sélectivité désirées .A partir des propriétés électriques connues du résonateur piézoélectrique choisi comme élément de base et dés caractéristiques désirées du filtre, on conçoit un filtre en échelle en calculant les valeurs des condensateurs nécessaires 20 pour obtenir ces caractéristiques . D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description suivante, donnée à titre d'exempt* «t faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la Fig.l est le circuit équivalent d'un résonateur piézo-25 électrique représenté pour faciliter 1'explication de la théorie suivant 1.'invent ion la Fig.2a est un schéfêfk de principe d'un filtre passe-bande, échelle piézoélectrique, classique ? la Fig»2b est un graphique de la courbe de réponse du filtre ^0 «n échelle de la Fig.2a j les Fig.3 et 4 sont des diagrammes et des courbes de réponse d'autres filtres passe-bande, en échelle, piézoélectriques classiques 4 la Fig.5 est un graphique représentant les caractéristiques 55 d'un filtre passe-bande j la Fig.6 est un graphique représentant les effets de la modification des valeurs électriques des composants d'un filtre en échelle afin de faire varier les sélectivités î la Flg.7 est ug schéma d'un autre circuit de filtre en é-40 chelle dans lequel \a sélectivité ne peut pas être modifiée sans 69 15847 E 2008772 changer les résonateurs » les Fig.8a et 8b sont des schémas de deux tronçons de filtre en échelle à deux résonateurs » les résonateurs étant représentés par leurs circuits équivalents pour faciliter 1'explication de ^ la manière dont les capacités du circuit sont choisies ; la Fig.9 est un diagramme des stades consécutifs de la synthèse du circuit au moyen d'uh diagramme des pôles et des zéros des impédances ; la Fig.lO est vin schéma représentant la mise en cascade des l0 circuits du type représenté à la Fig.8a ; les Fttg.lla et 11b sont des schémas de tronçons de filtre en échelle utilisant un nombre minimal de résonateurs identiques dans deux tronçons en cascade ; les Fig.l2a et 12b sont des schémas de oircuit en cascade 15 à résonateurs identiques utilisant deux tronçons du type représenté $ux Fig.lla et 11b ; les Fig.l3a et 13b sont des schémas de tronçons de ;flitre en échelle convenant particulièrement à la mise en cascade lorsque plus de deux tronçons identiques doivent être mis en cascade ; 20 la Fig.l4 est un ensemble de diagrammes des pôles et zéros montrant différentes manières d'effectuer la répartition des p6l«s et des zéros des réactances d'entrée en court-circuit et en circuit ôuvert du réseau de la Fig.l3a ; la Fig.15 est un schéma-de principe ët la Fig.16 est un dia-25 gramme des pôles et des séros représentant une manière d'utiliser les procédés de paramètre image connus ppur déterminer l'impédance d'entrée et l'admittance d'entrée en fonction de la terminaison d'entrée du filtre et des fréquences de coupur» et des crêtes de perte d'insertion ; 30 la Fig.17 est un schéma du circuit équivalent de la Fig.l3a dans le cas d'une fréquence infinie de résonateurs identiques 2^ = Zj = Z , z ayant une capacité parallèle CQ ; la Fig.18 est un schéma d'un filtre en échelle à deux résonateurs j 35 lés FigVl9a et 19b représentent des tronçons de filtre des tinés à former des filtres ayant plus d'une crête de perte d'insertion dans chaquae des bandes de coupure supérieure et inférieure j la Fig.20 est un graphique de la courbe de réponse obtenue 40 avec de tels filtres ; 15847 2008772 la Fig.21 est un schéma représentant des variantes utilisant des circuits à capacité et inductance accordées en parallèle ; la Fig.22 es$r un diagramme représentant les distributions des pôles et des s$ros pour un filtre avec un tronçon du type de 5 la Flg.l3a ; la Fig.23 est un schéma de principe représentant la réduction des réponses parasites des résonateurs ; la Flg.24 est un graphique représentant une famille de courbes de réponse correspondant à des largeurs de bande différentes pour des tronçons de filtre en échelle du type représenté à la Fig.13a comportant des résonateurs identiques (Z^ - Z5 ) ; la Fig.25 est un diagramme correspondant des courbes de réponse pour un filtre en échelle à résonateurs identiques du type de la Fig.llb ; ^ la Flg.26 est un diagramme des réponses d'une série de deux tronçons du type 3 de la Fig.24 et de cinq tronçons de type 5 de la Fig.24 respectivement ; la Flg.27 est un graphique d'une courbe de réponse nominale de deux tronçons de base en série du type représenté à la Fig.l3a; 20 1* Fig.28 est un schéma de principe d'un filtre en échelle à deux résonateurs ; la Flg.29 est un schéma en perspective de la construction qui peut être utilisée pour le circuit en T de condensateurs . Afin de faciliter la description des filtres en échelle met- 25 tant en oeuvre l'invention, on étudiera d'abord des filtres en échelle classiques à titre de comparaison . Pour clarifier la terminologie utilisée ci-dessous on se réfère au circuit équivalent bien connu représenté à la Fig.l d'un résonateur piézoélectrique . Ces caractéristiques électriques sont 30 ordinairement spécifiées par l'un ou l'autre des deux ensembles suivantsde paramètres : (a) R,L,C,Co de la Fig.l (b) Q,Co, fr ,A f, où , f « fréquence de résonance série 1/2H V LC \l M 1 35 f = fréquence d'antirésonance = f2 \ 1 + cïï f = fa - fr in frL ' CQ * capacité statique Les Fig.2 à 4 représentent quelques exemples de montages et 40 les réponses (perte d'insertion en fonction de la fréquence) de fil- 69 15847 2008772 très passe-bande piézoélectriques en échelle classiques . Les crêtes de perte d'insertion de la bande de coupure inférieure sont produites par la résonance série (c'est-à-dire en court-circuit) des résonateurs en parallèle, tandis: que les crê-5 tes de la bande de coupure supérieure sont dues à 1'antirésonance (c'est-à-dire en circuit ouvert) des résonateurs série: . Les montages du type des FIg. 3 et 4 peuvent être mis en cascade pour obtenir des réponses du type de la FIg.2a .Des filtres en échelle comportant m résonateurs en série et n résonateurs en parallèle 10 peuvent présenter jusqu'à m et n crêtes de perte d'insertion dans les bandes de coupure inférieure et supérieure respectivement . En général, tous les résonateurs sont différents les uns des autres , mais des filtres en échelle à résonateurs multiples munis d'un type de résonateur série et d'un type de résonateur parallèle le sont également utilisés .Dans ce cas, une seule crête de perte d'insertion apparaît de chaque côté de la bande passanté,comme représenté à la Fl.g.5. Une manière de décrire la sélectivité d'un filtre passe-bande est d'utiliser la "réjection minimale" des bandes de coupure 11 ( = R de la FIg.5) et le rapport S .Ce der-20 nier est défini Ici comme étant S=P/B , P et B étant définis à la FIg.5 par F= f^2 r B par la largeur de bande de 3 dB (mesurés par rapport au' niveau de référence A) . On peut modifier la sélectivité de la manière représentée à la Fig.6, c'est-à-dire que l'on peut obtenir un rapport -S-25 plus petit au prix de la réfection de la bande de coupure Inférieure et Inversement . Dans un montage en échelle classique(en supposant que l'on prehd le même), chaque modification de la sélectivité nécessite un nouveau jeu de résonateurs.-;, c'est-à-dire que pour couvrir par exemple la gamme hachurée de réponse eompri-■50 se entre les courbes 6a et 6b il faut un nombre infini de résonateurs différents'.Ceci pose des problèmes de et de prix de revient pour la production des filtres en échelle piézoélectriques .De plus, la gamme hachurée de là Fig.6 et-particu-11ère -ment la réjection de la bande de coupure R qui peut au maximum 35 être obtenue, sont limitées par le rapport réalisable C- ^-/C ser des capacités statiques des résonateurs parallèles et série respectivement . Dans les filtres à quartz, ce rapport est ordinairement inférieur à 5 ; dans les filtres en matière céramique,on peut souvent l'augmenter en choisissant des géométries'extrêmes ij.0 ( par exemple des disques extrêmement minces et extrêmement épais) 69 15847 2008772' pour les résonateurs parallèles et séries . Comme décrit ci-après, ceci pose des problèmes en ce qui concerne les réponses parasites des résonateurs . Toutefois, les filtres en échelle piézoélectriques classiques çj présentent les Inconvénients suivants .La réponse de chaque filtre différent nécessite un jeu différent de résonateurs .Pôur un nombre donné de résonateurs contenus dans le circuit, la réjection de la bande de coupure est limitée,Par exemple, pour les filtres en matière céramique, la réjection d"e la bande de coupure qui peut être obtenue au maximum pôur une échelle à deux résonateurs sans condensateur supplémentaire est actuellement de 26 $.8. On peut obtenir une réjection élevée dans les échelles comportant un nombre réduit de résonateurs en ayant recours à des géométries extrêmes dès résonateurs .Ceci tend à être fâcheux pour la suppression des réponses parasites . Par 1'expression "filtres à résonateurs égaux" , on entend des filtres en échelle piézoélectriques dont la sélectivité peut être modifiée sans changer les résonateurs et sans avoir à modifier les fréquences de perte d'insertion .Par l'expression "filtres à 20 résonateurs Identiques " , on entend des filtres à' résonateurs égaux dont tous les résonateurs sont Identiques . Ces définitions doivent être soigneusement observées .Par exemple le filtre en échelle de la FIg.7 ( qui s'obtient facilement au moyen de procédés classiques) n'est ni un filtre "à réso-25 nateurs égaux" çii à "résonateurs identiques" daçis le sens défini ci-dessus , bien que ces résonateurs soient à la fols égaux et • identiques . On considère maintenant le tronçon de filtre en échelle à deux résonateurs de la FIg.Sa dans lequel on suppose que les ré-jq sonateurs parallèle et série Z^ et Z^ sont sans pertes . On suppose que le circuit doit être conçu à partir de l'im-mitance d'entrée en court-circuit , qui pour l'instant est supposée connue et présenter la distribution des pôles et zéros de la ligne a de la Fig.9- On suppose de plus que les Impédances 35 des résonateurs sont donnéespar : _ . , . Zi = Jv, , • ——— — 1 étant égal à 1 ou .5 scol s2 + (j ai2 dans laquelle s est la fréquence angulaire imaginaire- s- =.j Où . La Fig.9 représente des stades -consécutifs- dë" la- synthèse du réseau au moyen d'un graphique des pôles et des zérros~dë;is -impé-40 dances .Lorsqu'on a enlevé le résonateur parallèle Z, comme re 69 15847 20G8772 présenté aux lignes b et c de la FjLg.9) l'impédance restante a la forme : 2 r sC s2+ B dans laquelle A0 et Bq sont des quantités réelles .JSon schéifaa est 5 Indiqué à la FIg -8a , c'est-à-dire qu'il est constitué par l'impédance connue Z^. du résonateur et par les trois condensateurs inconnus C^, C^ et C^ . Ce schéma peut être évalué grâce à l'expression Zp, en fonc.tiôar. de Z,_ , C2,C^3 et C4 et en ^"a ren(3ant égale à l'expression (2) .La synthèse s'effectue ensuite comme 10 Indiqué aux lignes d, e ,f de la Fig.9 en terminant avec l'impédance prédéterminée Z,_ du résonateur . Le mode opératoire utilisé suggère qu'afin que tous les condensateurs C2,C^, C^ soient positifs, les impédances des résonateurs et les fréquences f*c2 doivent satisfaire à 15 certaines conditions . Ces conditions sont exposées ultérieurement pour le cas particulier d'un filtre en échelle à résonateurs Identiques (c'est-à-dire Z = Z = Z ) . Le circuit de la FIg.ob est équivalent électriquement à celui de la FIg.8a et petit être traité de manière similaire . 20 Le but principal de la solution à résonateur égaux est de couvrir un grand nombre de réponses différentes du filtre avec un nombre réduit de types différents de résonateurs.A cet égard, les cas suivants présentent un Intérêt particulier.: (a) les filtres dont tous les résonateurs série . et dont 25 tous les résonateurs parallèles respectivement sont égaux, (b) les filtres à résonateurs identiques . Ces types de. filtres sont obtenus de la manière décrite ci-dessous . Si le circuit de la Fig.8a est conçu par les techniques de 30 paramètre Image, deux ou plusieurs de ces tronçons peuvent être mis en cascade pour obtenir des filtres plus complexes .Par exemple. la FIg.10 représente une cascade de deux tronçons en supposant que Zx = Z5 = Z ( filtre en échelle à résonateurs identiques) . Dans ce circuit, la combinaison série des deux résona-35 teurs Z joue le rôle d'un seul résonateur d'impédance 2Z c'est-à-dire qu'en insistant sur la fait que. l'on n'utilise que des résonateurs identiques, on gaspille essentiellement un résonateur . \ Cet Inconvénient peut être évité en utilisant des tronçons 40 des types représentés aux FIg.lia et 11b , ce qui fournit les 69 15847 2008772 circuits en cascade à résonateurs Identiques des FIg.12a, 12b . Si l'on veut mettre en cascade plus de deux tronçons Inden-tiques pour obtenir des filtres des types définis aux paragraphes (a) et (b) ci-dessus ,11 est avantageux d'utiliser des tronçons 5 du type de la FIg.13. On suppose que le tronçon de. la FIg.13a doit être conçu pour le cas où = Z5 = Z et que le filtre est caractérisé par sa terminaison d'entrée et par les fréquences de coupure (f ^2^ et la perte d'insertion de crête ( ) • 10 On rappelle que la fréquence de résonance du résonateur pa rallèle tfolt coïncider avec la fréquence de perte par Insertion de crête dans la bande de coupure Inférieure et, de plus, que la fréquence d'antirésonance du résonateur série doit être égale à la fréquence de perte d'insertion de crête dans la ba$de de cou-15 pure supérieure. Les filtres à résonateurs Identiques nécessitent par conséquent que fp = f et fa " ?P2 et que leurs bandes passante de crête soient P - fft"- f — &f(voir Fig.5) .Dans les présents filtres en matière céramique, on obtient des valeurs maximales de Af/f 0,1, ce qui limite la bande passante de 3 SB 20 des filtres à résonateurs identiques à B Supposons que l'on désire concevoir la configuration de la ligne a de la Flg.l4 . On peut alors utiliser les procédés de pa-raœètres Image connus pour déterminer z^ et y en fonction de la terminaison d'entrée du filtre et des fréquences des crêtes 35 de perte d'insertion et de coupure . On suppose que zin et y.,., sont 69 15847 9 2008772 La sytithèse s'effectue ensuite à partir de comme représenté aux Flg.15 et 16. En premier lieu, une capacité C -1 est enlevée pour abaisser le zéro Inférieur y^ de f = f^ à la fréquence de résonance série f de Z.A partir de là, la syhthèse 5 se poursuit essentiellement comme représenté précédemment à la FIg.9 * sauf que l'enlèvement de la dernière capacité doit produire un abaissement du zéro à f = f de Z. r Afin que tous les condensateurs soientvpbSItlfSi^l'enlèvemeôt du résonateur parallèle Z ne peut déceler le zéro au pôle de 10 l'impédance restante au-delà de f et l'enlèvement de 0o ne peut et Cm décaler le zéro de l'impédance restante en dessous de f . Les conséquences apparaîtront au cours de la description de la conception détaillée et du comportement de ce tronçon . Après la synthèse de 3?^ , tous les éléments de circuits G^ 15 sont connus .Le dernier s'obtient à partir de l'équation (3) comme suit : lim zi;L = -gg-Oo) dans laquelle C est la capacité d'entrée* totale du circuit de la FIg.13a lorsque s est voisin de l'infini . Ce cas est représenté à la Flg.17 dans laquelle tous les condensateurs sauf sont connus .Le condensateur peut être évalué en exprimant la capacité d'entrée du circuit en fonction des capacités des dérivations et en la rendant égale à C. 25 Le procédé décrit ci-dessus, n'est pas le seul permettant d'obtenir dés filtres à résonateurs égaux .En principe, 11 est possible de convertir un filtre piézoélectrique en échelle conçu par un procédé quelconque en un filtre en échelle à résonateurs égaux par des transformations successives. 30 On considère par exemple le circuit en échelle à résonateurs égaux de la FIg.8a .Pour un ensemble donné de condensateurs C2 , C-j et on peut montrer en appliquant la transformation de Norton décrite dans le brevet des Etats-Unis d'Amérique N°1 68l 55^ que ce circuit est équivalent à celui de la Fig.l8, dans laquelle 35 Zx n'est pas égal à Z2 .Ce iaême, le circuit de la Fig.i8 peut être converti en celui de la FIg.8a par une transformation inverose . Le procédé de paramètre d'image décrit est toutefois avantageux pour les raisons suivantes : (a) Il simplifie la solution par "Elément de bise"', c'est-à- 20 69 15847 2008772 dire la réalisation de filtres plus complexes en mettant en cascade des tronçons de base Identiques : (b) il permet plus facilement de prévoir si les éléments définitifs du circuit seront tous positifs . 5 Les impédances Image d'entrée et de sortie du tronçon 13a ont la forme \ j n ^ 2 = -Kn \/ +U/ÇJL (6) ° sC Y ^Tiuc2 c'est-à-dire qu'elles sont Indépendantes des fréquences de perte ^0 d'insertion de crête .Ceci signifie par exemple que les tronçons des types des Fig.l9a et 19b peuvént être adaptés l'un à l'autre et mis en cascade pour obtenir des réponses du type de la FIg.20 avec plusieurs crêtes de perte d'insertion pour des fréquences finies de la bande de coupure supérieure et Inférieure . 15 L'impédance Image de l'équation (6) passe de zéro à la fré quence de coupure inférieur à l'infini à la fréquence supérieure et çie convient donc pas pour adapter Ses résistances de terminaison constantes . Les Impédances Image ZQ et Z'o du circuit des Flg.lla et 20 11b sont î .2 u> 2 ° p » - 2° * — t Y(s24- uj ) (s2f 2) eC" cl ' v c2 u^j?) &+ U3c22) Z » - 1 2 o «C • «*-+- m 2 (Ô) P dans lesquellesCOp est.une fréquence de crête de perte d'insertion Ces Impédances image sont d'un ordre plus élevé (en ^ ) que (6) 25 et de plus ont des points de coupure de même type ( les deux pôles ou les deux zéros).Elles fournissent par conséquent une meilleure adaptation pour des résistances de terminaison constantes et peuvent être utilisées par conséquent comme tronçon d'extrémité d'adaptation dans des filtres en cascade . 30 Outre des résonateurs et des condensateurs, les filtres en échelle à résonateurs égaux peuvent contenir des circuits LC accordés série eu parallèle .La FIg.21 représente quelques exemples munis de circuit LC parallèles . 69 15847 2008772 Il a été mentionné ci-dessus que la séparation de crêtes des filtres en échelle à résonateurs Identiques est P =Af et que par conséquent on a toujours B Les filtres en échelle à résonateurs égaux peuvent avoir 5 des bandes passantes plus larges .On considère par exemple le tronçon de la FIg.13a et on suppose que 2^, 2^ et y ont la distribution des pôles et des zéros représentée aux lignes a,b et.Q de la FIg.22 .Si les conditions f ^ f *^f _ pour les x y r* s éléments de circuit non négatifs sont satisfaites,la séparation 10 Ees résonateurs piézoélectriques ont des réponses parasites c'est-à-dire des résonances à des fréquences autres que la fréquence désirée .Ces réponses parasites peuvent être des réponses 25 harmoniques,non harmoniques ou sub-harmoniques du mode désiré de vibration .Eçl outre, elles peuvent être dues à des modes non désirés de vibration .11 résulte des réponses parasites que les filtres piézoélectriques présentent des bandes passantes non désirées en plus de celles désirées . 30 Actuellement, la plupart des filtres piézoélectriques sont utilisés en combinaison avec des circuits 1C accordés sur la fréquence centrale du filtre .Dans ce cas, les réponses parasites ne constituent pas un handicap sérieux si elles sont suffisamment éloignées de la fréquence centrale pour être atténuées 35 suffisamment par la sélectivité des circuits LC accordés .Toutefois, avec la tendance modernë des filtres à fréquence Intermédiaire sans Inductances , la suppression des réponses parasites devient un problème important.L'effet des réponses parasites-sur les filtres piézoélectriques peut être réduit ou éliminé par une 40 conception appropriée du résonateur et/ou du filtre,comme décrit 69 15847 2008772 ci-après . En choisissant convenablement la géométrie du résonateur,les réponses parasites particulières peuvent être réduites ou éliminées ou décalées vers des fréquences ou elles sont moins nui-5 sibles .La géométrie toutefois affecte les propriétés électriques du résonateur .En conséquence une géométrie qui est optimale en ce qui concerne la réponse parasite peut ne pas l'être pour les impératifs d'un filtre particulier . On considère par exemple le filtre en échelle simple de 10 la Fig.l8 qui a une réponse de type de la FIg.5. Une forte réfection de la bande de coupure R nécessite un rapport élevé V/1 Co Sh/C0 ser âes capacités statiques des résonateurs parallèles et série respectivement .Dans les filtres en matière céramique munis de résonateurs de mode radial, ceci peut être réalisé 15 par exemple en utilisant un résonateur parallèle mince et un résonateur parallèle épais ainsi qu'un résonateur■série utilisant des électrodes parallèles, c'est-à-dire en ayant recours à des géométries extrêmes de Eésonateurs et sans tenir compte de la géométrie qui améliore la suppression des parasites . 20 0n considère à titre de comparaison le circuit en échelle de la Fig.8a qui est électriquement équivalent à celui de la Flg.l8. Si les terminaisons du filtre ne sont pas prédéterminées, les résonateurs peuvent l'être et les capacités statiques des résonateurs parallèles et série, peuvent être choisis pour correspondre 25 à la géométrie du résonateur qui est optimale en ce qui concerna la suppression des parasites . Le filtre en échelle à résonateurs égaux permet donc d'utiliser des résonateurs conçus pour une réponse parasite minimale . L'effet des réponses parasites des résonateurs sur la réponse 30 des filtres piézoélectriques peut être réduit par une conception appropriée du circuit . Un procédé pour y parvenir est décrit ci-après .11 n'est- pas limité aux filtres à résonateurs égaux mais est applicable et expliqué pour une telle conception . On considère le circuit de la Fig. 13a pour lequel 35 (filtre en échelle à résonateurs Identiques).Afin de rendre l'explication plus claire en lui adjoignant ultérieurement des résultats qualitatifs, on considère le cas particulier dans lequel 2 correspond à des résonateurs en matière céramique ( réponses parasites non supprimées) fonctionnant en mode radial fondamental. 40 Sl Ie rapport diamètre-épaisseur d'un tel résonateur est plus grand 69 15847 12 2008772 que 10, les seules réponses parasites entre la réponse fondamentale f et 10 f environ sont les harmoniques radiaux à fx =k1fr , avec 2,5^5,5 et 7 pour les quatre premiers harmoniques radiaux et j\f^ = - f = Af/ki (Af étant mesuré à 5 la fréquence fondamentale) . Le filtre présente alors des bandes passantes parasites aux fréquences f , n SI al cuit résonant série entre les bornes 1 et 2. Le circuit résonant résultant pour f = fg^ est représenté à la FIg.23* dans laquelle l0 L1 est l'Inductance équivalente du résonateur pour f » f^ .Pour le filtre particulier décrit ci-dessous, la contribution du seul circuit à la suppression des réponses parasites est de 8,20,30 et 35 dB respectivement pour les quatre premiers harmoniques radiaux . On suppose maintenant que l'on désire engendrer une famille de tronçons de filtre en échelle à résonateurs identiques du type de la FIg.13a qui utilise un résonateur en matière céramique unique avec les paramètres suivants: CQ = 500 pF ; f =435 kHz ; f = 475 kHz ; Q = 500.On suppose de plus que la réponse du filtre A 20 est symétrique par rapport à la fréquence centrale î « 455 !®S -On calcule ensuite une famille de réponses du filtre avec différentes bandes passantes avec £p.} = fr = f& et en spécifiant un certain nombre de fréquences de coupure différentes f ^ et fc2 situées symétriquement par rapport à f . 25 La FIg.24 représente une telle famille de courbes. Les va leurs correspondantes des éléments et les réponses sont Indiquées dans le Tableau I .On notera que ce tableau contient les données relatives à un filtre à capacité Cg négative .Ceci se produit pour une bande passante de coupure (fc2 - fcl ) d'approximative-20 ment 7$#' de la bande passante de crêtes (fp2"fpi ) et est au détalage excessif des pôles décrit ci-dessus .Comme on peut le voir dans le Tableau I, Cg augmente avec la bande passante jusqu'à ce qu'il passe à des valeurs négatives .Juste avant le passage, Il devient infiniment grandi , c'est-à-dire qu'il corres-■55 pond à un court-circuit , ce qui délimite la nécessité de Cg . La Fig.25 et le Tableau XI Indiquent des résultats analogues pour un filtre à échelle à résonateurs identiques du type représenté à la Fig.llb . On peut mettre en cascade un nombre quelconque de tronçons 40 de filtre à résonateurs égaux identiques pour obtenir des filtres 69 15847 2008772 plus complexes . La courbe a de la Fig.26 représente la réponse d'une série de deux tronçons du type N°3 de la Fig.24 , tandis que la courbe b de la Fig.26 correspond à une série de cinq tronçons N°5 de la 5 FIg.24. Les avantages principaux des filtres à résonateurs égaux peuvent se résumer de la manière suivante : (a) Souplesse en ce qui concerne l'obtention d'une gamme étendue de réponses avec un petit nombre de types différents de 10 résonateurs . (b) Suppression optimale des réponses parasites en ce qui concerne la conception du circuit et des résonateurs . (c) Gamme de fonctionnement plus large en comparaison des filtres en échelle piézoélectriques classiques avec un nombre 15 égal de résonateurs .Par exemple, la réjection ultime des bandes de ncoupcure: de la courbe 1 de la FIg.24 est d'environ 50 dB tandis que celle du filtre en échelle équivalent classique à deux résonateurs de la Fig.28 est au plus d'environ 30 dB en raison des limitations pratiques de réalisation d'un rapport de capacité 20 élevé C ,/C o sh o ser Bien que les filtres en échelle à résonateurs égaux nécessitent un plus grand nombre de condensateurs que les filtres en échelle classiques, Ils sont avantageux pour un grand nombre d'applicationsde volume plus petit et ayant des spécifications 25 différentes .Par exemple, si un fabricant de résonateurs doit fournir plusieurs résonateurs différents centrés sur 455 kHz environ et des groupes de tableaux similaires aux Tableaux I et II, un client peut construire ses propres filtres répondant à la plupart des spécifications possibles avec les présents filtres 30 piézoélectriques en échelle à 455 kHz. De plus, le filtre en échelle à résonateurs égaux peut même devenir intéressant pour certaines applications à grand volume en raison de ses avantages eh ce qui concerne la réponse parasite. Dans ce cas; on peut utiliser un certain nombre de moyens pour 35 réduire le coût et la dimension des conaansateurs supplémentaires .Par exemple, les condensateurs C^,C^ ,C^ de la Fig.l3a peuvent être constitués par un seul élément , comme suggéré à la Fig.29, une électrode commune étant appliquée à la face opposée du disque . 40 De plus, les électrodes et les Interconnexions pour tous les 15847 2008772 co'-de-sateurs d'un ou de plusieurs tronçons peuvent être combinées sur un substrat e\i, matière céramique qui peut servir ei& même temps de "carte de circuit" pour les résonateurs Les condensateurs C^, C^, C^, Cg, C^. peuvent être réftdus soit réglables soit variables de façon continue afin de pouvoir obtenir une bande passante désirée et une sélectivité pendant que le filtre est en circuit . Bien entendu l'invention n'est nullement limitée aux modes d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemple . SAD ORIGINAL CN r- t-». 00 o o CN m «cr oo U"> • N° Perte d1insertion dB fcJ "f0i kHz 6 CB B/W kHz Re jection de co^ure c6 pf C2 pf °3 pf c4 pf C7 pf Entrée Sortie 1 5' 2 3 52 52 520 10000 570 5200 7000 64 2 2,5 6 38 160 540 3000 720 1600 2500 3 1*5 10 10 30 280 560 1600 1000 940 1750 300- H 4 1,2 12 11 27 340 580 1280 1080 790 1400 320 !îj fi 5 0,9 17 20 590 720 710 1600 460 950 460 § EH 6 0,7 24 22 13 980 1300 440 1600 280 700 630 7 0.4 30 27 9 1700 -2200 260 278 150 la 8 4 44 52 540 7000 560 7000 350 3a 1,2 11 25 280 660 1140 730 1600 390 .W H ÎD 5a 0,9 20 16 580 1250 510 740 900 400 7a 0,8 24 13 900 60000 340 530 650 390 Es 8a 9a 0,8 0,8 24 24 13 13 900 910 760000 -152000 330 520 650 650 390 390 69 15847 2008772 REVENDICATIONS 1-Procédé de production de filtres en échelle caractérisé en ce qu'il consiste à combiner deux résonateurs piézoélectriques ayant des paramètres prédéterminés en parallèle et en sé^le avec ^ un réseau de condensateurs et à choisir les valeurs des condensateurs de manière à obtenir une gamme continue de réponses de sélectivité sans changer les résonateurs . 2-Elltre e^. échelle caractérisé en ce qu'il comprend des résonateurs piézoélectriques prédéterminés dans des branches série ^0 et parallèle et un circuit d'éléments réactifs dont les valeurs sont réglées d'une manière prescrite en fonction des paramètres des résonateurs pour obtenir une gamme continue de réponses de sélectivité sans changer les résonateurs . 3-Filtre en échelle selon la revendication 2 caractérisé 15 en ce que les éléments réactifs sont capacitifs . 4-Filtre en échelle selon la revendication 3 caractérisé en ce que tous les résonateurs série sont égaux et tous les résonateurs parallèle sont égaux . 5-FIltre en échelle selon la revendication 3 caractérisé en 20 ce que tous les résonateurs sont égaux . 6-Flltre en échelle selon la revendication 3 caractérisé en ce que les condensateurs sont montés dans des tronçons en L. 7-Filtre en échelle selon la revendication 3 caractérisé en ce que le circuit comprend plus de deux condensateurs . 25 8-Filtre en échelle selon la revendication 7 -caractérisé en ce que les condensateurs sont montés suivant une cellule en pi. 9-Filtre en échelle selon la revendication 7 caractérisé en ce que les condensateurs sont connectés en.T. 10-Flltre en échelle selon la revendication 2 caractérisé 20 en ce que les valeurs des condensateurs des circuits sont choisis par calcul effectué par la synthèse d'un circuit composé de tels résonateurs et de tèlâ condensateurs à partir dé,carâctérlstlqaes prédéterminées de filtre choisies dans le groupe comprenant les fréquences de coupure supérieure et Inférieure, les fréquencès 25 de perte d'insertion de crête et les fréquences coïncidentes de bande passante , et les paramètres des résonateurs comprenant la fréquence d'antirésonance et la fréquence de résonance série et d'autres paramètres ainsi déterminés . 11-Filtre en échelle selon la revendication 10, caractérisé , e&-; ce que la fréquence d'antirésonance du résonateur série est 69 15847 2008772 la fréquence de perte d'insertion de crête supérieure et la fréquence de résonance série du résonateur en parallèle est la fréquence de perte d'insertion de crête Inférieure . 12-Filtre en échelle selon la revendication 2, caractérisé 5 en ce que le circuit à condensateurs comprend des condensateurs variables.