Brevet FR2006526A1 — publié le 19691226

La présente invention est relative à des dispositifs sélectifs en fréquence et se rapporte plus particulièrement à des résonateurs piézoélectriques et aux procédés et moyens pour les monter efficacement dans des circuits électroniques désirés. 5 Les résonateurs piézoélectriques utilisés dans les circuits électroniques sont délicats à utiliser du fait de leur mode de montage. S'ils ne sont pas couplés convenablement au circuit il y a production de pertes qûi compromettent considérablement leur gain total et leurs caractéristiques de sortie. Il est donc im- 10 portant que les dispositifs de montage et de support de ces éléments soient propres à éviter ces pertes. Il est également important que le prix de revient de la fabrication soit maintenu aussi bas que possible. Etant donné que ces dispositifs sont de dimensions miniatures, une fabrication efficace dépend considérablement 15 du montage utilisé pour supporter le résonateur afin de l'interconnecter avec les autres composants du circuit associé. L'invention vise à fournir : - un résonateur piézoélectrique sur un support de montage caractérisé en ce qu'il résoud les problèmes qui se posaient dans 20 les dispositifs antérieurs ; - un résonateur piézoélectrique ayant des caractéristiques de fonctionnement améliorées lorsqu'il est couplé à des amplificateurs; - un amplificateur piézoélectrique pour fréquences intermé -diaires à large bande ; 25 - un amplificateur à large bande pour circuit radio-électrique miniaturisé ; - des résonateurs piézoélectriques qui soient d'une construction relativement simple, faciles à fabriquer et d'un faible prix de revient. 30 D'autres caractéristiques et avantages de l'invention appa raîtront au cours de la description qui va suivre. ' Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple s la Pig. 1 est une vue en coupe d'un montage sous boîtier d'un résonateur piézoélectrique unique ; 35 la Pig. 2 est une vue de côté d'un montage sous boîtier d'un résonateur piézoélectrique unique ; la Pig. 2a est une vue de dessus du résonateur de la Pig. 2 ; , couplage" au la Fig. 3 est une vue en coupe d un support de résonateur a/ centre destiné au montage d'un agencement à deux résonâfceurs, et 2j.q comme indiqué à contenir un circuit représenté ici comme un cir 69 1193Q 2 2006526 cuit à accord décalé ; la Pig. 4 représente un circuit simplifié dans lequel le présent résonateur est appliqué et montre un mode de réalisation d'un amplificateur piézoélectrique dans lequel le résonateur a 5 trouvé une application particulière ; les Pig. 5a, 5b et 5ç sont des courbes de réponse en fréquence que l'on obtient avec le circuit représenté à la Pig. 4. D'une manière générale, l'invention décrit un "résonateur piézoélectrique d'un type nouveau qui est monté soit seul soit 10 avec d'autres résonateurs dans des dircuits qui nécessitaient auparavant des transformateurs bobinés compliqués et/ou des résonateurs. En outre, les résonateurs sont inclus d'une seule manière dans les circuits qui utilisaient auparavant des résonateurs à fréquence fixe, à la fois dans leurs circuits anti-résonnant et 15 résonnant. Suivant la présente invention, les résonateurs sont u-tilisés en relation d'accord décalé , le montage mécanique des résonateurs devenant de plus en plus important pour obtenir une largeur de bande et un gain optimaux pour l'amplificateur. En se référant maintenant aux Pig. 1 et 2 des dessins, on a 20 représenté un résonateur piézoélectrique 12 monté et couplé à deux conducteurs 14 et 15 destinés à sa connexion dans un circuit électrique, tel qu'un amplificateur. Comme représenté, le disque résonateur en soi peut être disposé au-dessus de l'embase 13 du support au moyen de deux doigts de deux conducteurs pliés à peu près • 25 à angle droit par rapport à ces derniers. Le disque est maintenu par contact de pression en son point nodal. La valeur de la pression au point nodal est telle que le disque résonateur soit maintenu solidement entre les doigts. Cepéndant, le disque peut être tourné à l'intérieur de ia pince formée par les doigts 20, 21 cou-30 plés au disque au point nodal 22 et ——— vibrer librement dans son mode' radial. " Afin d'obtenir le support nécessaire et le couplage par pression pour le disque résonateur, 1'embase circulaire 3.3 présente deux supports venus de matière 25, 26 verticaux, dirigés vers le 35 haut. Les conducteurs 14, 15 ont une partie principale 30, 31 qui traverse les ouvertures 32 , 33 de l'embase. D'ans la partie supérieure des "supports 25, 26, il est formé des ouvertures 35, 36 à travers lesquelles passent' lés doigts 20, 21 venus de matière avec les conducteurs 14, 15 mais coudés à -approximativemènt 90° par ifO rapport aux parties 30 et 31 de ces conducteurs.-L'agencement des 69 11930 3 2006526 conducteurs est réalisé en bronze phosphoreux ou en tout autre matériau élastique et présente des caractéristiques de résistance à la contrainte et à la traction qui permettent à ses bras 20, 21 de supporter le résonateur 12 à son point nodal qui est son centre 5 exacte de manière à le maintenir fixement mais à rotation par pression. Ce couplage centré aux conducteurs donne au disque un dé-gré de liberté et lui permet de vibrer librement dans son mode radial sans nécessiter d'autre montage ni de soudage ou d'autres connexions au disque du résonateur. 10 En se référant à la Pig; 3 du dessin, le montage de plusieurs disques est obtenu en prévoyant une troisième borne 40 et un écran 41 qui présente des ondulations pour effectuer des connexions sur A*importe quel côté d'un disque associé. Cette sorte de couplage permet un couplage individuel et unique des éléments tout en ré-15 duisant la place nécessaire à une valeur telle qu'une seule enveloppe ou boîtier peut être utilisée pour contenir un grand nombre ©S t d'éléments. Il /évident qu'un tel agencement réduit le prix de revient de la production et plus particulièrement qu'il est très utile dans les agencements à circuit miniaturisé nécessaires pour 20 les circuits à transistors. En outre, la possibilité d'adaptation d'un tel agencement est telle que un, deux, ou plusieurs.disques sont facilement disponibles pour un fonctionnement et un assemblage automatique. En particulier il en est ainsi lorsque les conducteurs sont fabriqués de manière à définir un agencement à fré-25 quence polaire des disques à l'intérieur d'un montage de base sous boîtier., Egalement dans un tel agencement le point milieu 40 et l'écran 41 servent de dispositif de découplage et de séparateur et isolent tin résonateur 42 de l'autre résonateur 4^. A la Fig. 4 on a représenté un circuit destiné à obtenir une 50 amplification à large bande en utilisant des disques de résonance à accord décalé. Le circuit est transistorisé et utilise tin ou deux éléments piézoélectriques en parallèle dans le circuit émetteur d'un transistor Q, et un résonateur piézoélectrique dans son circuit de collecteur. Les résonateurs destinés à être utilisés 35 dans le circuit d'émetteur sont choisis d'après leur- fréquence de résonance (c'est la fréquence à laquelle l'impédance du résonateur est voisine de 0 ohm}-et les résonateurs destinés à être utilisés dans le circuit de collecteur sont choisis suivant leur fréquence d'anti-résonance (c'est la fréquence à laquelle l'impé-dance du résonateur est voisine de l'infini). On a trouvé que le 69 11930 4 2006526 circuit est très sélectif si un seul élément" piézoélectrique est utilisé dans le cireuit d'émetteur. Toutefois, en ajoutant un résonateur supplémentaire dans le circuit de collecteur comme décrit plus.haut, le gain par étage peut être augmenté et la largeur 5 de bande peut être agrandie. En ajoutant un second élément piézoélectrique dans l'émetteur du transistor, une courbe de réponse plate comme représenté à la Fig. 5 sst obtenue. On a également trouvé, que diverses courbes de réponse sont obtenues en utilisant différentes séries de combinaisons en parallèle montées dans 10 les c'iitauits d'émetteur et de collecteur. Par exemple, si deux éléments fonctionnant à à peu près la même fréquence de résonance sont utilisés dans le circuit d'émetteur, et un élément de fréquence d1anti-résonance plus basse est utilisé dans le circuit de col- ; lecteur,, alors une courbe de réponse plate telle que représentée è 15 à la Fig. 5a est obtenue. Si l'élément, de collecteur est enlevé, on obtient la courbe montrée à la Fig. 5b avec un gain par étage inférieur. Si un seul résonateur d'émetteur et un résonateur dé collecteur sont utilisés, on obtient une courbe présentant une pente telle que celle représentée à la Fig» 5c et sur laquelle le 20 gain maximal est le même que celui obtenu en utilisant trois élément, mais les basses fréquences sont atténuées. Il a été déterminé que le côté des hautes fréquences de la courbe de réponses k est commandé par la fréquence de résonance des éléments d'émetteur. Ainsi, afin d'obtenir une fréquence centrale de 262,5 kHz la fré- û 25 quence de résonance des éléments d'émetteur doit être-supérieure j| et de l'ordre de 266. kHz. - !* L'amplificateur à large bande pour fréquences intermédiaires représenté à la Fig. 4 est destiné à présenter une large bande dans les fréquences intermédiaires de 8,6kHz à 6 dB avec une fré- * 350 quence centrale d'environ 262 kHz. La fréquence d'entrée sur le premier étage d'amplification est envoyée au transistor désigné par 2 N 396 à travers un condensateur de 0,02^F. Gomme on- peut le voir, les résonateurs sont placés en parallèle. La sortie en bande de fréquences dudit étage d'amplification dépend de la re-35 lation en fréquence décalée, des résonateurs les uns par rapport aux autres ainsi que du nombre des résonateurs montés dans le cir-* cuit séparé d'émetteur et de collecteur de l'amplificateur. Bien entendu l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté qui n'a été choisi qu'à, titre d'exemple. '« î 1930 5 006526 REVENDICATIONS 1) Dispositif de montage pour résonateurs piézoélectriques individuels caractérisés en ce qu'il comprend une embase, deux éléments verticaux placés sur cette embase, un conducteur placé 5 au voisinage de chaque élément vertical, ledit conducteur pénétrant dans ladite embase, des doigts prolongeant lesdits conducteurs s'étendant à peu près à 90° par rapport à ces derniers lesdits doigts venant en butée sur ledit résonateur en son point nodal de vibration et sur chaque côté pour maintenir ledit résona-10 teur surf-ladite embase, ledit résonateur pouvant se déplacer en rotation entre lesdits doigts et vibrer librement suivant son mode radial. 2) Support pour disque résonateur suivant la revendication 1 caractérisé en ce que lesdits éléments verticaux sont venus de ma™ 15 tière par moulage avec ladite embase et lesdits .conducteurs centrent et. maintiennent ledit résonateur par la pression seule. 3) Support pour résonateurs piézoélectriques suivant la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits conducteurs ont une tension suffisante pour porter contre ledit résonateur et mainte- 20 nir ce dernier sur ladite embase et assurer un contact électrique. 4) Support suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un couvercle qui l'entoure et réuni à ladite embase de manière à fournir un joint hermétique. 5) Dispositif de montage et de support suivant la revendica-25 tion 1, caractérisé en ce qu'un grand nombre de résonateurs sont adaptés pour être supportés chacun sur une embase de manière à être connecté avec chacun des résonateurs^"chaque résonateur ayant deux conducteurs et étant découplé de tout autre résonateur, un desdits conducteurs et un écran agissant en organe de découplage. 30 6) Etage amplificateur-à large bande caractérisé en ce qu'il comporte un transistor recevant une fréquence d'entrée, ledit tran?» sistor comprenant un émetteur et un collecteur, m résonateur piézoélectrique étant directement connecté respectivement audit collecteur et audit «metteur, chacun desdits résonateurs..ayant des ré-35 ponses en fréquence différentes respectivement pour accorder de façon décalée ledit circuit de manière à obtenir le passage d'une large bande de fréquences. " 7) Etage amplificateur suivant la revendication 6, caractérisé en ce que ledit émetteur dudit transistor peut utiliser deux 40 résonateurs et ledit collecteur, un seul résonateur, la bande de 69 11930 6 2006526 réponse dudit amplificateur étant modifiée suivant l'introduction du second résonateur dans ledit émetteur dudit amplificateur transistorisé. 8} Amplificateur suivant la revendication 7 caractérisé en 5 ce qu'un signal de fréquence est appliqué audit transistor par l'intermédiaire d'un condensateur, des moyens résistifs étant placés en parallèle avec chacun desdits résonateurs, la sortie desdits résonateurs ayant une caractéristique de bande qui dépend des fréquences variables dudit résonateur et du nombre desdits résona-10 teurs dans-les circuits de collecteur et d'émetteur, dudit amplificateur transistorisé.