Brevet FR2002392A1 — publié le 19691017

La présente invention concerne des perfectionnements aux circuits de filtrage de signaux électriques composés et» plus particulièrement» un tel circuit utilisant des éléments actifs pour remplir la fonction àsua réseau de filtrage passif* 5 Des circuits de filtrage sont utilisés dans de nombreuses applications de la technique des télécommunications. Par exemple, ils sont utilisés pour diviser un signal d'entrée composé à fréquence acoustique entra deux haut-parleurs, chacun dîentre eux traitant une partie différente du spectre de fréquence total» Ils sont également utilisés dans des systèmes de télécommunication par courants porteurs pour 10 extraire d'un signal composé reçu un signal pilote et pour retransmettre le signal reçu sans le signal pilote. Dans de tels cas, il est connu d'utiliser une combinai son de filtres ayant des caractéristiques de transmission complémentaires, par esemple, un filtre passe-bas et un filtre passe-haut ou un filtre passe-bande, entre une source d'un 15 signal composé et deux circuits de charge dont chacun accepte une différente partie du signal d'entrée. Depuis l'avènement d'éléments semi-conducteurs montés sur des circuits imprimés, des techniques d'assemblage et de câblage ont été largement adoptées dans la fabrication d'équipements électroniques. Des condensateurs et des inducteurs 20 constituant les éléments de base des circuits de filtrage ne cadrent pas très bien avec cette technique en raison de leurs dimensions relativement grandes. Ces condensateurs et ces inducteurs sont également dispendieux surtout lorsqu'ils sont réglés à de faibles tolérances. Pour cette raison, il est souhaitable de réduire le nombre de ces composants à un minimum. 25 Selon l'invention, il est prévu un circuit de filtrage de signaux élec triques composés comprenant un circuit d'inversion de phase connecté à une source de signal composé, un réseau de filtrage et un amplificateur différentiel, un premier signal de sortie du circuit d'inversion de phase étant appliqué à l'entrée du réseau de filtrage et à une entrée de l'amplificateur différentiel, le second signal de 30 sortie du circuit d'inversion de phase, de phase opposée au premier signal, étant appliqué à l'autre entrée de l'amplificateur différentiel, le circuit séparateur fournissant un premier signal dérivé aux bornes de sortie du réseau de filtrage pour des composantes dudit signal composé comprises dans la bande passante dudit réseau et un second signal dérivé à la sortie de l'amplificateur différentiel pour des compo-35 santés comprises dans la bande coupée du filtre. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent : - la figure 1, un schéma simplifié d'un circuit conforme à une réalisation 40 de l'invention ; 69 04271 2 2002392 - la figure 2$ une modification du circuit de la figure 1© Dans le circuit de la figure 1 qui, pour des raisons de clarté, ne représente pas d'éléments de polarisation ou de couplage, le signal d'entrée composé provenant d'une source, non représentée sur la figure, est appliqué par des bornes 1 5 et 2 au circuit base-émetteur du transistor 3 remplissant la fonction d'un inverseur de phase et produisant sur le fil 4 un signal de sortie pratiquement en phase avec le signal d'entrée et, sur le fil 5, un autre signal de sortie en opposition de phase avec le premier signal de sortie. La grandeur de ces signaux est réglée à la valeur requise par le choix des résistances 6 et 7. Si une charge doit fermer la 10 source cfcu signal d'entrée, une résistance appropriée peut être connectée entre les bornes 1 et 2. Le fil 5 conduit un des signaux de sortie de l'inverseur de phase vers un réseau de filtrage 8 pouvant présenter toute caractéristique souhaitée. A titre d'exemple, on suppose que ce réseau constitue un filtre passe-bas. Les composantes 15 du signal d'entrée appliqué au circuit d'inversion de phase, comprises dans la bande passante du filtre, apparaissent ainsi aux bornes de sortie 9 et 10. Les deux signaux de sortie du circuit d'inversion de phase sont appliqués aux électrodes de base des transistors 11 et 12 formant m amplificateur différentiel. Les bornes 14 et 15 sont connectées à la sortie de l'amplificateur différentiel. 20 L'utilisation d'un amplificateur différentiel ayant une résistance de charge commune aux circuits de collecteur des deux transistors et des résistances séparées dans les circuits d'émetteur fournit une interaction plus petite entre les deux signaux d'entrée que dans les circuits conventionnels, en raison de la contre-réaction produite par les résistances d'émetteur. 25 Si l'on suppose que le circuit de charge connecté aux bornes 9 et 10 _ fournit une terminaison appropriée pour le filtre 8, son impédance d'entrée est résistive et de valeur Zq pour des signaux compris dans la bande passante du filtre. La valeur des résistances 6 et 7 du circuit d'inversion de phase peut, de ce fait, être choisie de façon que les deux signaux d'entrée appliqués à l'amplificateur 30 différentiel aient des amplitudes égales et des phases opposées. C'est pourquoi, il n'y a pas de signal de sortie aux bornes 14 et 15. Pour des composantes situées hors de la bande passante du filtre 8, son impédance d'entrée est réactive et, en fonction de son circuit, est élevée ou faible en comparaison de son impédance caractéristique. De ce fait, l'amplitude et la phase 35 du signal appliqué sur le fil 5 ne sont plus égales à celles du signal appliqué sur le fil 4. Ces composantes apparaissent, de ce fait, aux bornes de la résistance commune 13 de collecteur de l'amplificateur différentiel et aux bornes de sortie 14 et 15. D'après ce qui précède, on peut voir que tous les signaux rejetés à 40 l'entrée du filtre 8 apparaissent aux bornes 14 et 15 et, réciproquement, tous les 69 04271 3 2002392 signaux transmis par le filtre 8 n'apparaissent pas aux bornes 14 et 15* Le circuit actif comportant les transistors 3, 11 et 12 remplit la fonction d'un réseau de filtrage comprenant des caractéristiques de transmission complémentaires de celles du filtre 8, c'est-à-dire un filtre passe-haut dans l'exemple pris en considération» 5 Si le filtre 8 était un filtre passe-bande, le signal de sortie appliqué aux bornes 14 et 15 serait celui correspondant à un filtre coupe-bande. L'entrée et les deux sorties du circuit séparateur de la figure 1 ne sont pas équilibrées par rapport à la terre» S'il est nécessaire d'utiliser un signal d'entrée équilibré par rapport à la terre, il est connu de faire usage à cette fin 10 de transformateurs d'équilibrage d'entrée et de sortie» Une disposition préférée, dans laquelle un signal d'entrée équilibré par rapport à la terre est traité sans l'utilisation d'un transformateur d'équilibrage, est représentée sur la figure 2» Sur cette figure, où elles peuvent être appliquées, sont utilisées les références de la figure 1. Une des bornes d'entrée 16 n'est plus connectée à la terre mais à 15 l'électrode de base d'un amplificateur intermédiaire utilisant le transistor 17» Le réseau de filtrage 8 équilibré par rapport à la terre est connecté aux circuits de collecteur des transistors 3 et 17 et délivre un signal de sortie équilibré aux bornes 9 et 10» S'il est nécessaire de délivrer un signal équilibré par rapport à la terre à la sortie de l'amplificateur différentiel, un circuit d'inversion de 20 phase peut être connecté aux bornes 14 et 15» Les circuits décrits ne se limitent pas à l'utilisation de transistors 2r£r£ comme le montrent les figures» Des transistors £-£-£, ou des tubes peuvent être utilisés pour donner les mènes résultats» Les circuits ne se limitent pas non plus à l'usage de circuits d'inversion de phase et d'amplificateurs différentiels repré-25 sentes sur les figures 1 et 2» Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent être envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention» 69 04271 4 2002392 BEVEMSICAJIOHS 1» Circuit de filtrage de signaux électriques composés comprenant un circuit d'inversion de phase connecté à une source d'un tel signal, un réseau de filtrage et un amplificateur différentiel, un premier signal de sortie du circuit d'inversion de phase étant appliqué à l'entrée dudit réseau de filtrage et à une entrée dudit ampli-5 ficateur différentiel, le second signal de sortie du circuit d'inversion de phase, dont la phase est opposée à celle dudit premier signal, étant appliqué à l'autre entrée de l'amplificateur différentiel, ledit circuit séparateur fournissant un premier signal dérivé aux bornes de sortie dudit réseau de filtrage pour des composantes dudit signal d'entrée situées dans la bande passante du réseau de filtrage 10 et un second signal dérivé à la sortie'de l'amplificateur différentiel pour des composantes situées dans la bande coupée du réseau de filtrage. 2. Circuit conforme à la première revendication, dans lequel ledit circuit d'inversion de phase comprend un seul transistor à la base duquel le signal d'entrée composé est appliqué, les deux signaux de sortie de phase opposée étant pris respec- 15 tivement sur les circuits d'émetteur et de collecteur dudit transistor et le signal de sortie appliqué au réseau de filtrage et à la première entrée de l'amplificateur différentiel provenant du circuit de collecteur. 3. Circuit conforme à la première revendication, dans lequel ledit circuit d'inversion de phase comprend un circuit conventionnel à deux transistors délivrant 20 ses deux signaux de sortie de phase opposée sur les circuits de collecteur des deux transistors. 4. Circuit conforme à la deuxième ou troisième revendication, dans lequel ledit amplificateur différentiel comprend deux transistors aux électrodes de base desquels sont appliqués les deux signaux d'entrée, le signal de sortie étant obtenu 25 aux bornes d'une résistance de charge commune aux circuits de collecteur des deux transistors, le circuit d'émetteur de chaque transistor comprenant une résistance séparée pour fournir une contre-réaction. 5. Circuit conforme à chacune des revendications précédentes, dans lequel lesdits signaux appliqués aux deux entrées de l'amplificateur différentiel sont 30 d'amplitude égale et de phase opposée lorsque leur fréquence est comprise dans la bande passante dudit réseau de filtrage, mais sont d'amplitude inégale et/ou ne sont pas de phase opposée lorsque leur fréquence est comprise dans la bande coupée dudit réseau de filtrage. 60 Circuit conforme à la cinquième revendication, dans lequel ledit réseau 35 de filtrage et ledit signal d'entrée sont équilibrés par rapport à la terre et dans lequel un étage amplificateur intermédiaire est prévu sur chaque fil pour le signal d'entrée composé.