Brevet FR2090088A1 — publié le 19720114

~1~ 2090088 L'invention concerne un circuit mélangeur -à diodes. Des circuits mélangeurs de ce genre sont par exemple | utilisés comme étages mélangeurs dans des récepteurs de radio ; et de télévision. Pour supprimer aussi bien que possible des i 5 produits de mélange indésirables ces circuits mélangeurs sont ' -de plus en pih.us réalisés sous la forme de circuits doublement équilibrés de telle façon que ni la tension de l'oscillateur i local ni la tension de signal d'entrée ne soient présentes dans le produit de sortie, sans qu'il soit nécessaire d'utiliser à ! 10 cet' effet des filtres spéciaux. ! Il existe déjà des circuits mélangeurs dits à anneau;.- ' 1 comportant quatre diodes connectées en série dans un anneau fermé, alors que deux points de liaison non contigus des diodes sont reliés par l'intermédiaire d'une première paire de conduc-15 teurs à une source de signal et l'autre paire de points de liaison non contigus sont reliés par l'intermédiaire d'une deuxième paire de conducteurs à l'oscillateur local. D'autre part dans les circuits connus les deux paires de conducteurs sont couplées par l'intermédiaire d'un transfo'r-20 mateur respectivement avec la source de signaux et l'oscillateur alors que les enroulements du transformateur qui sont reliés aux paires de conducteurs sont munis chacun d'une prise médiane, le signal de mélange de sortie pouvant être prélevé entre ces prises médianes. 25 L'utilisation de transformateurs entraîne des diffi cultés aux fréquences élevées, tandis qu'un autre inconvénient est que les prises médianes ne peuvent pas être toutes les deux mises à la masse. L'invention fournit uie solution particulièrement 30 efficace à ce problème. Selon l'invention une des deux paires de conducteurs est couplée à un filtre ferromagnétique de telle façon que les deux conducteurs sont placés symétriquement par rapport à un plan symétrique d'un corps constitué par du matériau ferromag-35 nétique à haute fréquence, en particulier du cristal YIG, ce corps étant prépolarisé magnétiquement dans une direction perpendiculaire aux conducteurs et parallèle au plan de symétrie précité avec un degré tel que la résonance magnétique du matériau se produit à la fréquence de mélange de sortie désirée ■!|0 et que le corps est couplé magnétiquement à un conducteur de COPY j 71 17574 -2- 2090088 sortie perpendiculaire aux deux conducteurs. Le fonctionnement de ce dispositif repose sur le fait que des courants qui ont la même direction dans les deux conducteurs engendrent un champ magnétique tel dans le corps qu'il 5 apparaît un signal de sortie dans l'enroulement de sortie tandis que par suite de la symétrie des courants qui sont égaux et de sens opposés ne peuvent pas engendrer un tel champ. Il faut remarquer que des filtres à cristal YIG sont connus en soi en ce sens que au lieu des deux conducteurs il 10 n'y a qu'un seul enroulement d'entrée qui est perpendiculaire à l'enroulement de sortie. Le fonctionnement particulier précité reposant sur la présence de courants en phase ou en opposition de phases dans deux conducteurs ne peut pas se produire dans ce cas. 15 La description qui va suivre, en regard des dessins annexés, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 représente un circuit mélangeur connu avec quatre diodes connectées en série. 20 La fig. 2 représente un circuit mélangeur conforme à l'invention. La fig. 3 représente une coupe du dispositif conforme à l'invention. La fig. k représente une coupe du dispositif conforme 25 à l'invention. La fig. 5 représente une extension du circuit de la fig. 2. La fig. 1 représente un circuit mélangeur connu comportant quatre diodes R^ , R^, R^ et R^ connectées en série. 30 Les points de liaison a et £ sont reliés par l'intermédiaire des conducteurs G-^ et G^ l'enroulement secondaire du transformateur T.j . De même les points b et d sont reliés par l'intermédiaire des conducteurs G^ et G^ à l'enroulement secondaire du transformateur T^. La source de signaux S est connectée à 35 l'enroulement primaire du transformateur et l'oscillateur local L à l'enroulement primaire du transformateur • Le signal de sortie est prélevé par l'intermédiaire des conducteurs G^ et Gg et des bornes de sorties et sur les prises médianes et prévues sur les enroulements secondaires des 40 transformateurs et TV,. 71 17574 -3- 2090088 Lorsque le dispositif fonctionne il circule dans les conducteurs dt G^ des courants avec des fréquences de signaux qui sont égales et en opposition de phase. De même il circule dans les conducteurs G^ et G)+ des courants identiques 5 et en opposition de phase ayant la fréquence de l'oscillateur local. Dans les conducteurs de sortie G^ et G^ il ne se présente donc pas de courants avec ces fréquences et le circuit est donc doublement équilibré. Par contre les produits de mélange dont les courants circulent dans les conducteurs G- et G^ ont 5 6 10 la même phase dans les Conducteurs G^ et G^t respectivement G^ et G^. Les points et ont dans ce cas un potentiel flottant. Cela entraîne des difficultés aux fréquences élevées en rapport avec l'équilibrage de l'enroulement primaire par suite du couplage capacitif entre les enroulements primaires 15 et secondaires. La fig. 2 représente un circuit mélangeur conforme à l'invention, La source de signaux S et l'oscillateur local sont également reliés par l'intermédiaire des conducteurs G^ et Gg, respectivement G^ et G^ à l'anneau de redresseurs , 20 Rg » R4* source de signaux S et 1 ' osclllatexir local L oeuvent être réalisés entièrement symétriquement du point de vue électrique avec un point de symétrie à la masse. Entre l'oscillateur local L et l'anneau de redresseur les conducteurs G^ et G^ sont couplés à un filtre à cristal com-25 portant une sphérule K de matériau YIG (Grenat d'Yttrium et de Fer). Les conducteurs G^ et G^ peuvent par exemple être réalisés sous la forme de lignes en forme de bande au-dessus d'une plaque conductrice à la masse A avec une couche intermédiaire diélectrique D comme le montre la coupe perpendiculaire aux con-30 ducteurs sur la fig. 3« Les conducteurs G^ et G^ sont comme le montre la fig. 3 placés symétriquement par rapport au plan de symétrie vertical traversant le corps K. La sphérule K est prépolarisée magnétiquement par des moyens non représentés dans le sens de la flèche H et ce, avec un degré tel que la résonance 35 magnétique se produit à une fréquence correspondant à la fréquence de mélange désirée (fréquence moyenne:). On a prévu d'autre part un conducteur de sortie G^ qui forme une boucle autour de la sphérule K dans un plan perpendiculaire aux conducteurs G^ et G^ et qui n'est donc pas 40 couplé magnétiquement avec ces conducteurs. Un tel couplage ne 71 17574 -k- 2090088 peut se faire que par l'intermédiaire de la sphérule K. Comme on le sait le vecteur magnétique dans un matériau prépolarisé magnétiquement décrit un mouvement de précession autour de la direction de la prépolarisation sous 5 l'influence d'un champ magnétique alternatif avec des composantes perpendiculaires à la direction de prépolarisation et ce mouve- -ment de précession est le plus fort à la fréquence dite de résonance magnétique qui est tributaire du degré de prépolarisation. 10 Comme on l'a décrit ci-dessus il circule dans les conducteurs G^ et G^ des courants ayant la fréquence de 1«oscillateur L et étant en opposition de phase. Comme le représente la fig. 3 en pointillé les lignes de force du champ magnétique qui sont engendrées par ces cou-15 rants circulent dans la sphérule K principalement parallèlement à la direction H de la prépolarisation tandis que par suite de la symétrie les composantes transversales se contrecarrent de sorte qu'au total il ne se produit pas de précession du vecteur magnétique dans la sphérule K et aucune tension de sortie n'est 20 engendrée dans le conducteur G,_. Par contre des courants moyenne fréquence sont en phase dans les conducteurs G^ et G^ et engendrent un champ magnétique dont les lignes de force entourent les conducteurs G^ et G^ e.t qui dans la sphérule K sont dirigées transversalement 25 par rapport à la direction H comme le montre la fig. 4. Il se produit donc une précession du vecteur magnétique de sorte qu'il se produit des composantes du champ magnétique parallèles aux conducteurs G^ et G^ et donc perpendiculaires à la boucle du conducteur G^ de sorte que dans celui-ci est engendrée une 30 tension de sortie. La fig. 5 représente une extension du circuit selon la fig. 2 et les éléments correspondants portent les mêmes références. Il s'agit d'un circuit mélangeur double comportant deux oscillateurs locaux L et L^ Au lieu d'un seul conducteur 35 de sortie GK on a prévu ici deux conducteurs de sortie G™ et G0 J / o qui croisent les conducteurs G^ et G^ perpendiculairement à l'endroit de l'élément de cristal K et qui, comme les conducteurs G^ et G^, sont placés symétriquement par rapport à un plan de symétrie passant par la sphérule E et qui sont donc couplés 40 magnétiquement de façon analogue avec l'élément K. . 71 17574 -5- 2090088 Une extrémité des conducteurs G^, et Gg est reliée à un oscillateur local et l'autre extrémité est reliée à un deuxième circuit en anneau de quatre diodes montées en série R^, Rg, R^ et Rg. 5 Les bornes de sortie [J^ et U^ sont reliées à une autre diagonale du circuit en anneau. Les courants fournis par le générateur L^ aux conducteurs G^, et Gg sont en opposition de phase et par suite du montage symétrique ces courants ne provoquent pas de mouvement 10 de précession du vecteur magnétique dans la sphérule K comme on l'a expliqué pour le cas des conducteurs G^ et G^ en regard de la fig. 3« Les courants en phase dans les conducteurs et G^ engendrent comme dans le dispositif selon la fig. 2, une pré— 13 cission du vecteur magnétique dans la sphérule K correspondant à la fréquence du produit de mélange désiré du premier circuit mélangeur R^-R^. Cette précession engendre à son tour des courants en phase dans les conducteurs et Sg. Aux bornes 1 et £ du deuxième circuit mélangeur est donc appliqué le signal 20 de l'oscillateur local L^ en opposition de phase et le produit de mélange du premier circuit mélangeur, en phase. De ce fait il se forme dans le deuxième circuit mélangeur un nouveau produit de mélange qui peut être prélevé sur les bornes et V 25 Ce circuit mélangeur double convient particulière ment bien comme circuit de mélange d'entrée pour un récepteur de télévision du fait qu'il est possible avec ce circuit sans commutation de circuits accordés, uniquement par variation de la fréquence d'un oscillateur, de couvrir toutes les bandes de 30 télévision. Dans ce cas le signal d'entrée S a par exemple une fréquence située entre 50 MHz et 900 MHz. Le filtre à cristal YIG a par exemple une fréquence de 2000 MHz. En faisant varier la fréquence de l'oscillateur local entre 2050 MHz et 2900 MHz le signal d'entrée peut donc 3 5 être transformé vers une première fréquence moyenne de 2000 MHz. Si la fréquence de l'oscillateur local L^ a. une valeur fixe de 1965 MHz le premier signal moyenne fréquence de 2000 MHz est transformé dans le deuxième étage mélangeur vers une deuxième fréquence moyenne de 35 MHz correspondant à la fréquen— 40 ce moyenne normale des récepteurs de télévision. 71 17574 -6- 2090088 REVENDICATIONS : 1• Circuit mélangeur comportant quatre diodes nonnectées en série dans un anneau fermé dans lequel deux points de liaison non contigus des diodes sont reliés par l'intermédiaire d'une 5 première paire de conducteurs à une source de signaux et l'autre paire de points de liaison non continus par l'intermédiaire d'une deuxième paire de conducteurs à un oscillateur, ce circuit mélangeur étant caractérisé en ce que une des deux paires de conducteurs est couplée à un filtre ferromagnétique de telle 10 façon que les deux conducteurs sont placés symétriquement par rapport à un plan symétrique d'un corps constitué par du matériau ferromagnétique à haute fréquence, ee corps étant pré-polarisé magnétiquement dans une direction perpendiculaire aux conducteurs et parallèle au plan de symétrie précité avec 15 i*n. degré tel que la résonance magnétique du matériau se produit à la fréquence de mélange de sortie désirée et que le corps est couplé magnétiquement à un conducteur de sortie perpendiculaire aux deux conducteurs. 2. Circuit mélangeur à diodes selon la revendication 1, 20 caractérisé en ce que le conducteur de sortie est constitué de deux conducteurs qui sont placés symétriquement par rapport à un deuxième plan de symétrie du corps perpendiculairement au premier plan de symétrie et parallèlement à la direction du prépolarisateur, alors qu'une extrémité des conducteurs est 25 reliée à un deuxième oscillateur local et l'autre extrémité à un deuxième circuit mélangeur à diodes en anneau.