Brevet FR2138405A1 — publié le 19730105

La présente invention se rapporte aux circuits d'atténuation, c'està-dire aux dispositifs adaptés à réduire, dans un rapport déterminé, une tension électrique qui leur est soumise. t1 invention concerne plus particulièrement un atténuateur du type comportant plusieurs cellules élémentaires connectées en cascade, qui possèdent chacune une voie d'atténuation et une voie directe commutables. Les atténuateurs du type précité connus à ce jour utilisent pour réaliser la commutation de leurs deux voies des commutateurs mécaniques ou électroniques. Les atténuateurs à commutateurs mécaniques ont une durée de vie relativement faible, sont peu rapides et assez mal adaptés à une commande automatique. tes atténuateurs à commutateurs électroniques (constitués le plus souvent par des diodes à barrière Schottky) sont certes beaucoup plus rapides et mieux adaptés à une commande automatique mais ils ne permettent pas à la fois le passage de la composante continue et la réalisation d'une atténuation nulle. Il apparat donc que les atténuateurs actuels sont mal adaptés à une utilisation dans les ensembles automatiques à commande programmée, notamment ceux qui servent à tester les circuits intégrés. Les principales qualités exigées pour une telle utilisation sont, en effet, les suivantes : - cadence de commutation élevée, - fiabilité, - commande par programme, - bande passante : 0 à 1 GHz, - possibilité d'atténuation nulle. La présente invention propose un atténuateur répondant de manière tout à fait satisfaisante aux exigences qui viennent d'être énoncées. Suivant l'invention, un atténuateur à plusieurs cellules élémentaires connectées en cascade qui comportent chacune une voie d'atténuation et une voie directe commutables, est remarquable en ce que la commutation desdites voies est réalisée Far des interrupteurs à lame souple, et en ce qu'il comprend des moyens pour compenser l'atténuation due à l'effet de peau dans lesdits interrupteurs. tes avantages de l'invention ressortiront de la description qui va suivre, faite en regard de la figure annexée et donnant, à titre explicatif riais nullement limltat4f, une torve de réalisation d'un tel atténuateur. t'atténuateur suivant l'invention, représenté schématiquement sur cet te figlre, comporte tre-., cellules élémentaires d1atténuation -10, 20 et 30 orsttuées avantageusement par des atténuateurs en 1t, d'un type bien connu. A titre d'exemple, ces trois cellules sont susceptibles de réaliser des atténuations ayant respectivement les valeurs 2,5-5-10. Chaque cellule est associée à une paire de commutateurs 11-12, 21-22 et 31-32 respectivement, qui sont constitués par des interrupteurs à lame souple adaptés; avantageusement, ces interrupteurs sont du type "relais à anche magnétique", plus connus sous la dénomination de "relais reed". tes bornes fixes A des deux commutateurs associés à une même cellule d'atténuation sont connectées aux deux extrémités de celle oi, tandis que leurs bornes fixes B sont réunies par les conducteurs 13, 23 et 33 respectivement. La borne mobile du commutateur 12 est connectée à celle du commutateur suivant 21. De même, la borne mobile du commutateur 22 est connectée à celle du commutateur 31.Dans ces conditions, une tension électrique appliquée sur l'une des bornes terminales 40 ou 50, que constituent les bornes mobiles des deux commutateurs extrêmes 11 et 32, aura la possibilité, pour chacun des trois étages en cascade, d'emprunter soit la voie directe (conducteurs 13, 23, 33) qui correspond à une atténuation nulle, soit la voie atténuée (cellules 10, 20, 30). A titre d'exemple, si les trois paires de commutateurs 11-12, 21-22 et 31-32 occupent respectivement (comme représenté sur la figure) les positions A, B et A, la tension appliquée sur la borne 40 apparaRtra sur la borne 50 atténuée dans un rapport 25. La présence d'interrupteurs à lame souple dans la disposition qui vient d'être décrite lui confère d'excellentes qualités de rapidité et de fiabilité. Par ailleurs, ces interrupteurs se prêtent parfaitement à une commande automatique programmée. Enfin, cette disposition permet d'obtenir une atténuation nulle et peut fonctionner du continu Jusqu'à des fréquences de l'ordre du giganertz. Toutefois, une telle solution ne donne pleinement satisfaction que pour les fréquences relativement faibles. En effet, les interrupteurs à lame souple qui sont en matériau ferromagnétique présentent assez rapidement un effet de peau notable qui a pour conséquence de provoquer une atténuation supplémentaire d'autant plus importante que leur nombre est élevé. L'atténuation n'est donc pas constante sur toute la bande de fréquence.De plus, lorsque le circuit fonctionne sur les trois voies directes, il n'est pas possible d'obtenir une atténuation nulle pour les fréquences élevées. Pour éliminer cet effet d'atténuation parasite dont l'importance croit avec la fréquence et qui devient inacceptable à partir de 50 mégahertz, on connecte aux extrémités 40 et 50 de la chaîne d'atténuation deux circuits identiques 45 et 55 respectivement qui ont pour rôle de réaliser une atténuation décroissant lorsque la fréquence augmente. Dans exemple décrit, Itatténuation animale pour une fréquence nulle est de 4 pour chacun des circuits, ce qui correspond à une atténuation totale de 2. Ces circuits sont essentiellement constitués par une cellule d'atténuation en 8,46 et 56 respectivement, aux bornes de la résistance centrale de laquelle sont connectés en série une résistance, respectivement 47 et 57, et un condensateur, respectivement 48 et 58. On voit immédiatement que cette disposition permet d'obtenir, à fréquenoe nulle, une atténuation maximale, uniquement déterminée par les cellules en, mais que cette atténuation décroft aux fréquences élevées sous l'action des résistances et capacités additionnelles. Dans l'éxemple décrit, la correction est surtout sensible à partir de 50 MHz. Ainsi, compte-tenu de l'adJonction des deux circuits ae compensation 45 et 55, l'atténuation réalisée, lorsque les commutateurs occupent les positions représentées sur la figure, passe de 25 à 50. Toutefois, si les circuits à atténuation variable 45 et 55 permettent une compensation satisfaisante de effet de peau lorsque le dispositif tra vanille en atténuateur, il est évident qu'ils rendent inutilisable la voie directe (les trois paires de commutateurs étant à l'état B) pour obtenir une atténuation nulle. C'est pour cette raison que l'atténuateur suivant l'invention comporte une voie directe particulière. Celle-ci est constituée par une ligne de transmission à faibles pertes 60 reliant les bornes fixes B de deux commutateurs 61 et 62, constitués également par des interrupteurs à lame souple adaptés dont les bornes fixes A sont connectées aux circuits de compensation 45 et 55 respectivement.Les bornes mobiles de ces deux interrupteurs constituent les bornes terminales 70 et 80 de l'atténuateur, qui peuvent être utilisées indifféremment (en raison de la parfaite symétrie de l'ensemble) comme bornes d'entrée ou de sortie. ta voie directe comporte seulement deux inter- rupteurs à lame souple et lton peut considérer alors comme négligeable l'atténuation parasite due à l'effet de peau. I1 est avantageux d'ajuster la longueur de la ligne 60 de façon à ce que l'atténuateur présente un retard identique pour ses deux voies. Lorsque le dispositif suivant l'invention est commuté sur sa voie dtatténuation, il se produit un couplage parasite à travers les commutateurs 61 et 62, ce qui a pour effet de perturber la sortie. Pour annuler ce couplage, dû aux capacités parasites des interrupteurs à lame souple, il est simplement prévu un commutateur 6), également constitué par un interrupteur à lame souple, qui permet de relier à la masse la voie directe lorsqu'elle n1 est pas utilisée. REVENDICATIONS 1. Atténuateur à plusieurs cellules élémentaires en cascade qui comportent chacune une voie d'atténuation et une voie directe commutables, caractérisé en ce que la commutation desdites voies est réalisée par des interrupteurs à lame souple, et en ce qu'il comprend des moyens pour compenser l'atténua tion parasite due à l'effet de peau dans lesdits interrupteurs. 2. Atténuateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens pour compenser l'atténuation due à l'effet de peau comportent un circuit, monté en série avec les cellules d'atténuation, susceptible de réaliser une atténuation dont l'importance diminue lorsque la fréquence augmente. 3. Atténuateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ledit cir cuit est constitué par une cellule d'atténuation en1t aux bornes de la résistance centrale de laquelle sont connectés en série une résistance et un condensateur. 4. Atténuateur suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que ledit circuit est en deux parties identiques disposées chacune à l'une des extrémités de la série de cellules d'atténuation. 5. Atténuateur suivant l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend, en plus de la voie comportant la série de cellules d'atténuation et les moyens de compensation de l'atténuation due à l'effet de peau, une voie directe définissant une atténuation nulle, les deux voies étant commutables au moyen d'interrupteurs d à lame souple. 6. Atténuateur suivant la revendication 5, caractérisé en ce que la voie directe est constituée par une ligne de transmission à faibles pertes. 7. Atténuateur suivant l'une des revendications 5 et 6, caractérisé en ce que la longueur de la voie directe est aJustée de façon à définir le même retard que l'autre voie. 8. Atténuateur suivant l'une des revendications 5 à 7, caractérisé en ce que la voie directe comporte un commutateur permettant sa mise à la masse lorsqu'elle n'est pas utilisée.