Brevet FR2011669A1 — publié le 19700306

La présente invention concerne les réseaux déphaseurs du type RC faisant appel à des circuits actifs et convenant tout particulièrement pour les systèmes de modulation â bande latérale unique, et de façon plus générale pour tous.les appareils dans 5 lesquels il y a lieu de réaliser un déphasage constant entre deux signaux qui occupent la même bande de fréquence. Dans un projet de circuit de modulation â bande latérale unique, il est nécessaire d'avoir des couples de réseaux tels que chaque réseau fournit une atténuation égale à l'atténua-10 tion de l'autre, avec des déphasages réciproques qui diffèrent entre eux de /2 sur une grande, bande de fréquence. Plus précisément, on demande à deux réseaux d'engendrer, en partant d'une tension Vq dont le spectre de fréquence est contenu dans une certaine bande, deux tensions et telles 15 que la différence des phases et le rapport entre les amplitudes des composantes spectrales correspondantes soient constantes dans toute la bande intéressée. Selon les techniques antérieurement connues le problème est normalement résolu par l'emploi de deux quadripôles 20 passifs réalisés au moyen de cellules en treillis, constituées par des inductances et des cendensateurs. Les réseaux les plus courants de ce genre sont à structure symétrique et leurs branches ont des impédances inverses. Autrement dit le produit de leurs impédances est égal au carré d'une résistance constante. 25 Ces réseaux sont caractérisés en ce qu'ils ont une impédance caractéristique résistive qui' est indépendante de la fréquence et une atténuation nulle pour toutes les fréquences réelles. En outre, pour les fréquences réelles, ils introduisent un déphasage et, sans aucune restriction, celui-ci peut avoir des allures 30 très diverses selon les valeurs données aux réactances des différentes branches du réseau. Une limitation provient toutefois du fait que la pente de la courbe du déphasage en fonction de la fréquence est positive. Le problème peut également être résolu au moyen de 55 quadripôles linéaires passifs comprenant uniquement des résistances et des condensateurs. Ces réseaux ont une importance majeure Huns cette technique quand la bande passante s * étend vers les fréquences très basses. En effet, dans ce cas, il devient difficile de réaliser les inductances de la qualité voulue. Avec ce 4-0 type de réseau, et cela tout particulièrement quand la bande du 69 11055 2 2011669 signal est large, on a des pertes très élevées. Les deux solutions comportent en outre l'utilisation de translateurs d'entrée et de sortie. Les réseaux déphaseurs antérieurement connus réalisent avec une approximation suffisan-5 te l'exigence a'un rapport constant entre les amplitudes des composantes spectrales correspondantes. Par contre, l'exigence ultérieure d'une différence de phase constante et prescrite sur la totalité de la bande est approchée avec une allure oscilla-0 toire, dont les maximum et les minimum diffèrent de la valeur théorique, d'une quantité qui peut être ramenée entre les limites voulues de tolérance à l'intérieur de la bande, cela en augmentant le nombre des cellules composant le réseau. L'un des facteurs le plus restrictif dans ces techniques antérieurement 5 connues réside dans l'impossibilité de réaliser des translateurs idéaux avec des encombrements acceptables, cela surtout quand le rapport entre la fréquence maximale et .la fréquence minimale de la bande est élevée. Par conséquent, la présente invention a principalement 0 pour objet de réaliser des réseaux déphaseurs du type RC en utilisant des circuits actifs, qui permettent d'obtenir un rapport constant entre l'amplitude des composantes spectrales, et une différence de phase de valeur prédéterminée et constante sur une bande de fréquence ayant une limite inférieure très basse 5 (quelques Hz) tout en évitant les inconvénients dont souffrent tous les réseaux réalisés selon les techniques antérieures, autrement dit tout en évitant la nécessité de faire appel à des translateurs d'entrée et de sortie de dimensions notables et de réalisation délicate. 0 L'invention vise encore à réaliser des réseaux dépha seurs de -type RC faisant appel à des circuits actifs, cela en utilisant un nombre de composants qui est réduit par rapport aux systèmes antérieurement connus, ce qui procure une réduction considérable de l'encombrement et un abaissement des prix >5 de revient. L'invention vise encore à réaliser des réseaux déphaseurs du type RC, faisant appel à des circuits actifs, qui permettent d'approcher avec une meilleure précision les exigences généralement imposées par la réalisation en cause. fû Selon la présente invention, on réalise des réseaux 69 11055 3 2011669 déphaseurs actifs du type RC qui sont constitués chacun par deux cellules en L avec une entrée commune qui est connectée à la source du. signal, sans passer avec des translateurs, les signaux de sortie desdites cellules arrivant sur les entrées 5 d'un élément actif ayant pour rôle de former la différence des signaux en question et de fournir un signal de sortie qui puisse être utilisé par les étages suivants sans qu'il soit nécessaire de faire appel à des translateurs. Plus précisément, les cellules en L du réseau déphaseur actif du type RC selon l'invention, 10 sont constituées chacune par une impédance et une résistance en série qui est connectée par une "borne à la masse, alors que l'élément actif est constitué essentiellement par un amplifi cateur opérationnel différentiel intégré. L'invention sera décrite ci-après de façon plus détail 15 lée en se référant à des exemples particuliers de réalisation et aux dessins ci-annexés, lesquels sont fournis à titre purement illustratif et non limitatif et dans lesquels : - La figure 1 représente le schéma synoptique d'une paire de réseaux de déphasage. 20 - La figure 2 est le schéma de principe d'un réseau déphaseur de type antérieurement connu. - La figure 3 est le schéma de principe d'un réseau déphaseur selon l'invention. - La figure 4 est le schéma représentant un mode pos-25 sible de réalisation du dispositif selon l'invention. On se référera maintenant à la figure 1 dans laquelle et N2 désignent deux réseaux déphaseurs propres à fournir, à partir d'un signal d'entrée Vq, deux signaux de sortie et Y2 avec un rapport d'amplitude et une'différence de phases qui 30 sont constants pour la totalité des composantes spectrales de la bande de fréquence intéressée. Ce mode de montage est également celui qui est adopté avec les réseaux selon l'invention. Si l'on se réfère maintenant à la figure 2, on peut voir en E le signal d'entrée du réseau, provenant d'un transla-35 teur d'entrée (qui n'est pas montré sur la figure 2), et en Vu le signal de sortie du réseau qui est utilisable au travers d'un;translateur de sortie (non représenté sur la figure 2), Z^ et Zg étant des impédances qui sont constituées par des résistances et ,des. condensateurs, avec en "i" le courant qui 40 parcourt la résistance R aux bornes de laquelle on prélève la tension Vu. 69 11055 4- 2011669 On considérera la fonction de transfert F (j co ) du réseau en treillis, selon la technique antérieurement connue, qui est montré par la figure 2, lorsque celui-ci est utilisé dans le genre de schéma du type représenté sur la figure 1. On a : Vu Ri R F (jco) E E 2 Z + R Zg + R 10 Ainsi que cela est connu, la position des pôles et des zéros de la fonction de transfert détermine la réponse du réseau. La figure 3 représente le réseau selon l'invention. Le bloc indiqué globalement en D forme la différence exacte entre 15 les signaux et V'g et il présente en outre une impédance d'entrée très élevée. En et Zg se trouvent des impédances identiques à celles de la figure 2 et il en va de même pour les résistances R. En E figure le signal d'entrée du réseau de la figure 3, signal qui peut être appliqué sans translateur et 20 qui est égal au signal E appliqué au réseau de la figure 2. Vu est le signal de sortie qui est utilisable également sans translateur. La fonction n de transfert du réseau selon la figure 3 peut s'exprimer par la relation : 25 y ™E— " K 1 - 1 ZA + R Zfi + R de proportionnalité où K est une constante. Il est évident que les fonctions de transfert des réseaux, respectivement selon 30 les figures 2 et 3, sont égales à une constante près qui n'a aucune influence sur l'allure de la réponse en fréquence des réseaux. Le réseau de la figure 3 selon l'invention présente les avantages suivants : 35 a) - Les composants des impédances Z^ et Zg sont deux fois moins nombreux que dans le cas du réseau en treillis de la figure 2 puisque Z^ et Z£ n'apparaissent chacun qu'une seule fois s b) - On évite les translateurs d'entrée et de sortie 40 qui, étant donné les exigences de réponse du réseau pour une 8AD ORIGINAL 69 11055 5 2011669 bande s'étendant à des fréquences très "basses, exigerait un travail très précis et délicat, donc coûteux. c) - Le "bloc D est réalisé avec des amplificateurs opérationnels différentiels du type intégré dont le coût va en 5 diminuant constamment ce qui rendra le dispositif selon l'invention toujours plus avantageux sur le plan économique. La figure 4 est un exemple de réalisation d'un des. deux réseaux déphaseurs selon l'invention entrant dans un schéma selon la figure 1, en vue d'obtenir un déphasage de 90° dans 10 la bande de fréquence comprise entre 40 et 15 000 Hz. L'autre réseau est identique en tous points à celui qui est montré ici. Les réseaux de ce type fournissent les déphasages recherchés avec une erreur absolue d'environ 15'. Dans la figure 4, on a en D^, D£ et D^ les amplifica-15 teurs opérationnels de type différentiel qui ont pour rôle de déterminer la différence entre les signaux V'^ et V'g qui sont fournis par les branches passives du réseau. En particulier, les amplificateurs D^ et Dg, non seulement rendent plus élevée l'impédance d'entrée du bloc D, mais ils en améliorent encore 20 les conditions de réjection. Un -exemple de réalisation des impédances Z^ et apparaît sur le circuit d'entrée. Les signaux E et Vu correspondent à ceux de la figure 3» Il est clair que le circuit montré par la figure 4 représente la solution la plus rapide et la plus sûre au point de vue technique pour 25 garantir au réseau la stabilité dans le temps et dans les diverses circonstances d'ambiance, des caractéristiques qui.lui ont été conférées à l'origine. Toutefois, l'invention vise également des réseaux de forme plus simple qui peuvent se déduire de l'exemple précédent, 30 par exemple ceux qui utiliseraient comme élément séparateur, entre les'cellules passives en L et l'amplificateur opérationnel D,, des éléments actifs plus simples comme des montages "émetteur follower", des amplificateurs opérationnels indépendants sur l'une ou les deux entrées de D^. 35 On peut encore observer que les amplificateurs opérationnels de type différentiel qui forment la différence, dans la figure 4, comportent une boucle de contreréaction, afin que leur gain ne dérive pas dans le temps et soit insensible aux variations de 1'ambiance. 40 Les réseaux déphaseurs RC utilisant des circuits 69 11055 6 2011669 actifs selon la présente invention ont été utilisés avec de brillants résultats dans les systèmes multiplex à division de fréquence pour la transmission de canaux musicaux stéréophoniques dans lesquels on effectue la suppression de la "bande image par la méthode connue du déphasage. 69 11055 7 2011669 E E V E OICATION Un réseau déphaseur actif du type EC, caractérisé par deux cellules en L qui sont constituées chacune par une impédance en série avec une résistance connectée par une "borne à la masse, ces cellules présentant une entrée commune qui est 5 connectée à une source de signal, sans passer par l'intermédiaire de translateurs, et des sorties qui sont connectées aux entrées d'un élément actif qui détermine la différence des signaux de sortie et des cellules et qui fournit un signal de sortie utilisable sans qu'il y ait lieu de faire appel à des transla-10 teurs, cet élément actif étant constitué par un amplificateur opérationnel différentiel du type intégré.