Brevet FR2081739A1 — publié le 19711210

La présente invention concerne un discriminateur de fréquence et particulièrement, un discriminateur de fréquence relativement petit et simple et à performances améliorées. Dans le domaine de l'électronique et de la radio, la 5 tendance et les demandes actuelles concernent des équipements relativement petits et légers permettant des économies d'encombrement et de poids. En même temps, les exigences relatives aux performances, telles que la stabilité de fréquence d'un récepteur radio, deviennent de plus en plus strictes ou rigides. La conception et 10 la production de récepteurs tels que des récepteurs à modulation de fréquence deviennent relativement difficiles du fait de ces tendances et de ces exigences. Dans certains cas, il faut admettre un compromis qui a pour résultat qu'une exigence n'est pas satisfaite afin qu'une autre exigence puisse l'être. 15 En conséquence, la présente invention concerne un dis criminateur de fréquence nouveau et perfectionné, relativement petit et léger et dont les performances sont relativement élevées. La présente invention concerne un discriminateur de fréquence qui se prête de lui-même à des techniques de fabrication 20 micro-électroniques. Dans les équipements électroniques et radio, les selfs ou inductances sont les éléments les plus difficiles à fabriquer et présentent, d'une manière générale, un encombrement relativement important. En conséquence, la présente invention concerne un 25 discriminateur de fréquence nouveau et perfectionné qui ne nécessite aucune inductance ou, au plus, une seule inductance dans le cas où une grande largeur de bande est nécessaire. Enfin, la présente invention concerne un discriminateur de fréquence nouveau et perfectionné comportant des cristaux piézo-30 électriques permettant de tirer profit de leurs dimensions relativement faibles, de leur précision et de leur stabilité. En bref, le discriminateur de fréquence suivant l'invention comprend un premier et un second cristal piézoélectrique accordés l'un au-dessus et l'autre au-dessous d'une fréquence 35 porteuse choisie. Les signaux d'entrée sont appliqués aux deux cristaux. Des redresseurs de polarités opposées sont connectés aux cristaux de manière à produire des signaux à basse fréquence. Une inductance de neutralisation peut être montée en parallèle sur le cristal à basse fréquence si la largeur de bande produite par 40 le discriminateur doit être relativement importante. 71 06887 2 2081739 A titre d'exemple, on a décrit ci—après et représenté au dessin annexé une forme de réalisation préférée du discriminateur selon l'invention. Comme on le voit sur la figure, des signaux d'entrée 5 sont appliqués à la première et la seconde borne d'entrée 10, 11 du discriminateur. Ces signaux d'entrée sont, par exemple, modulés en fréquence (dits parfois modulés en angle) et ils sont centrés sur une porteuse haute fréquence choisie telle que celle qui serait fournie par un étage à moyenne fréquence ou un étage 10 à haute fréquence d'un récepteur.à modulation de fréquence (FM). La borne d'entrée 11 est connectée directement à une borne de sortie basse fréquence 13 par un conducteur omnibus 14 qui peut être mis à la masse de la manière représentée. La borne d'entrée 10 est connectée à deux cristaux piézoélectriques 16, 17. Le cristal 16 15 est accordé à une fréquence supérieure à la fréquence centrale du signal tandis que le cristal 17 est accordé à une fréquence inférieure à la fréquence centrale. Les écarts de fréquence entre la fréquence centrale et les fréquences d'accord des cristaux sont de préférence les mêmes et déterminent l'écart de fréquence maximal 20 qui est admis par le discriminateur. Le cristal 16 est connecté à la cathode d'une diode de redressement 18, et de même, le cristal 17 est connecté à l'anode d'une diode de redressement 19. L'anode du redresseur 18 et la cathode du redresseur 19 sont connectées l'une à l'autre ainsi qu'à l'autre borne de sortie 12. Un circuit 25 à courant continu doit être établi entre la cathode du redresseur 18 et le conducteur omnibus 14 ainsi que de l'anode du redresseur 19 à la ligne omnibus 14. Il est préférable que ce circuit à courant continu soit constitué par deux diodes de redressement 22, 23 afin d'utiliser de petits éléments. Comme on le voit, le redres- 30 seur 22 est monté suivant le même sens de polarité que le redresseur 18 et le redresseur 23 dans le même sens de polarité que le redresseur 19. Un condensateur en parallèle 26 est monté entre la borne de sortie 12 et le conducteur omnibus 14 afin d'améliorer, dans certaines conditions, le rendement du redressement en haute 35 fréquence. En cas de besoin, une impédance à haute fréquence 20 peut être montée entre la borne de sortie 12 et le circuit d'utilisation. Si la largeur de bande du discriminateur doit être relativement large, une inductance de neutralisation 2.7 est montée en parallèle sur le cristal 17 dont la fréquence est plus basse. La 40 valeur de l'inductance 27 est telle qu'elle résonne avec la capacité propre du cristal 17 à sa fréquence anti-résonnante (ou de _ *%■ O O i ".'t I i 7 i a çto"f âvu «/*.•/ résonance parallèlej. un condensateur 28 de blocage du courant continu peut être monté en série avec l'inductance 27 s'il est nécessaire de prévoir un isolement pour le courant continu. Deux formes de réalisation du discriminateur de fré-5 quence ont été construites conformément au circuit du dessin. Les deux formes de réalisation ont été réalisées pour un signal d'entrée dont la fréquence était centrée à 20 mégahertz. La première forme de réalisation était un discriminateur à large bande dont les cristaux 16, 17 réalisés sur une seule plaque 10 n'étaient pas couplés et résonnaient respectivement à 20 020 et 19 980 kilohertz. La valeur du condensateur 26 était de 82 micro-microfarads, celle de l'inductance 27 de 50 microhenrys, et la valeur du condensateur 28 était de 100 micromicrofarads. Un signal d'entrée de 20 mégahertz d'une valeur efficace de 0,6 15 volt a été fourni par une source de 150 ohms et a été modulé par une fréquence de 400 hertz. Un signal basse fréquence de sortie de 130 millivolts environ a été produit aux bornes d'une charge de 10 000 ohms. La distorsion du signal de sortie n'a été que de 2,196 avec un écart d'entrée de plus ou moins 15 kilohertz. La 20 seconde forme de réalisation a été un discriminateur à bande plus étroite et ses cristaux 16, 17 réalisés également sur une seule plaque n'étaient pas couplés et résonnaient respectivement à 20 010 et 19 990 kilohertz. Les autres éléments étaient les mêmes que dans le premier mode de réalisation. Un signal d'entrée de 25 20 mégahertz d'une valeur efficace de 0,6 volt a été fourni par une source de 150 ohms et a été modulé par une fréquence de 400 hertz. Un signal basse fréquence de sortie de 132 millivolts environ a été produit aux bornes d'une charge de 7500 ohms. La distorsion de ce signal de sortie n'a été que de 1,2% pour un 30 écart d'entrée de plus ou moins 5 kilohertz. On voit que la présente invention concerne un discriminateur de fréquence nouveau et perfectionné. Il comporte des cristaux piézoélectriques qui sont relativement stables et précis et qui, en même temps, sont petits et légers. De plus le discri-35 minateur comprend des diodes et des condensateurs qui sont également relativement petits. Il ne nécessite aucune inductance pour des applications à bande étroite et une seule inductance pour des applications à large bande. Dans certains cas, une self d'arrêt haute fréquence peut être souhaitable à la sortie. En •40 conséquence, le discriminateur selon l'invention se prête de lui- â 71 06Ç-8 ? même particulièrement b^s>n à uni» réalisation par des techniques ce aicroélectroniaue. In fonctionnement, le discriminateur donne une sortie relativement linéaire (ou à faible distorsion) et il peut fonctionner pour un signai d'entrée de niveau relativement 5 faible. Les spécialistes se rendront compte des modifications qui peuvent être apportées à l'invention. Par exemple, les cristaux 16, 17, peuvent être séparés ou être constitués par des structures monolithiques ou se présenter sous toute autre forme différente. Les diodes de redressement 18, 19, 22, 23 peuvent 10 prendre des formes diverses qui dépendent des conditions et des préférences de conception. De plus, les diodes 22, 23, peuvent être remplacées par un circuit à courant continu tel que des résistances. Les variations des impédances de la source et de la charge permettent de faire varier le facteur de qualité Q du 15 circuit et, de ce fait, sa linéarité. Il va de soi que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre explicatif, mais non limitatif, et que des modifications peuvent lui être apportées sans sortir de son cadre. 25 30 35 40 i . 71 06887 2081739 REVENDICATIONS : 1. Discriminateur perfectionné, caractérisé en ce qu'il comporte une première et line seconde borne d'entrée (10, 11) destinées à la réception de signaux d'une fréquence porteuse choisie et modulés en angle, une première et une seconde borne 5 de sortie destinées à l'émission de signaux de sortie, la seconde borne de sortie étant connectée à la seconde borne d'entrée, un premier dispositif piézoélectrique (16) étant connecté à l'une des bornes d'entrée et sa fréquence de résonance étant plus élevée que ladite fréquence porteuse, un second dispositif piézoélec-10 trique (17) étant connecté à l'autre borne d'entrée et sa fréquence de résonance étant plus faible que la fréquence porteuse, un premier redresseur (18) étant monté entre le premier dispositif piézoélectrique et la première borne de sortie suivant un premier sens de polarité, Tin circuit à courant continu étant établi entre 15 le côté relié au dispositif piézoélectrique du premier redresseur et la seconde borne de sortie, un second redresseur (19) étant monté entre le second dispositif piézoélectrique et la première borne de sortie suivant une polarité opposée et un circuit à courant continu étant établi entre le côté relié au dispositif piézo-20 électrique du second redresseur et la seconde borne de sortie. 2. Discriminateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le premier dispositif piézoélectrique résonne à une fréquence plus élevée que ladite fréquence porteuse et qui en diffère d'un écart choisi, le second dispositif piézoélectrique 25 résonnant à une fréquence plus faible que ladite fréquence porteuse et qui en diffère de la valeur dudit écart choisi. 5. Discriminateur suivant l'une des revendications 1 et 2j caractérisé, de plus, en ce qu'une inductance de neutralisation (27) est montée en shunt sur le second dispositif piézo-30 électrique. 4. Discriminateur suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé, de plus, en ce qu'un condensateur (26) est monté entre la première et la seconde borne de sortie. 5. Discriminateur suivant la revendication 1, caracté-35 risé en ce que lesdits circuits à courant continu comprennent un troisième redresseur monté entre la seconde borne du premier dispositif piézoélectrique et la seconde borne de sortie suivant une polarité opposée et un quatrième redresseur monté entre la seconde borne du dispositif piézoélectrique et la seconde borne de sortie suivant ledit premier sens de polarité.