Brevet FR2211806A1 — publié le 19740719

La présente invention concerne un filtre d'entrée, destiné notamment aux installations de télécommande centralisée et comportant un enrou lement de couplage du signal d'entrée, un élément LC dans le circuit de réaction d'un amplificateur sans réaction interne et des moyens de stabilisation thermique. L'emploi de filtres d'entrée à résonateurs mécaniques, tels que diapasons ou lames vibrantes, est connu pour la réception de télégrammes dans les dispositifs de télécommande centralisée à bande étroite. Ces systèmes oscillants mécaniques présentent naturellement un facteur de surtension élevé et par suite une courbe de résonance à faible bande passante. I1 est toutefois souvent nécessaire d'ajuster la bande passante à des valeurs appropriées, à l'aide de moyens d'amortissement additionnels. L'affaiblissement du résonateur dépend du point d'encastrement et de la valeur de la masse de fixation. L'influence de la température sur la fréquence de résonance est certes relativement faible, mais risque néanmoins d'entraSner des dérangements. Le vieillissement du matériau joue en outre un ralle dans ces systèmes oscillants. Liéquilibrage des résonateurs mécaniques à la fréquence de résonance de consigne est de plus une opération conteuse. Des résonateurs mécaniques différents sont nécessaires pour des fréquences de résonance différentes et présentent des propriétés vibratoires différentes. Un amortissement externe du vibrateur'mécanique risque d'entre sensible à la température. La réponse des systèmes oscillants risque enfin de-pro- duire des bruits gênants. On utilise depuis quelque temps des filtres purement électriques, à sélectivité élevée et réseau actif, pour éviter les difficultés précitées. Les circutts oscillants des filtres doivent présenter un facteur de surtension élevé pour permettre la réception même de télégrammes de télécom tels mande centralisée à bande étroite avec de/filtres électriques. Seules de très faibles pertes-ohmiques des bobines de circuit oscillant permettent toutefois d'obtenir un facteur de surtension élevé pour des filtres LC passifs. La solution la plus simple consisterait à réaliser les bobines avec un fil de grand diamètre, mais il en résulterait un encombrement élevé, c'est-à-dire l'impossibilité de monter les bobines de ce type dans le boîtier des récepteurs de télécommande centralisée connus. Des composants actifs, utilisés dans des circuits multiplicateurs de Q, permettent aussi d'obtenir des facteurs de sur tension élevés (publi cation de A.E.Bachmann dans A.E.Ü., tome 12, 1958, n0 8). Les circuits multiplicateurs de Q utilisent des caractéristiques de résistance négative stables pour compenser une partie des pertes de la bobine. La résistance de pertes de la bobine est compensée à l'aide d'une résistance négative, en série avec la bobine et constituée par un circuit à semiconducteurs actif, de façon à obtenir le facteur de surtension requis. Cette disposition produit une multiplication du facteur de sur tension de la bobine. Les facteurs suivants sont critiques pour l'emploi de circuits électriques comme filtres d'entrée dans des installations de télécommande centralisée influence de la températufe sur l'acuité de résonance, forme d'onde et fréquence propre. La stabilité en température de la fréquence propre des filtres LC est essentiellement déterminée par les coefficients de température de linductance et de la capacité du circuit oscillant. L'emploi de composants appropriés permet aujourd'hui d'obtenir une stabilité suffisante de la fréquence propre sur une large plage de température. La compensation de l'acuité de résonance et de la courbe du filtre est toutefois plus difficile, l'équilibrage fin du facteur de surtension jouant aussi un rle important.Le brevet de la République fédérale d'Allemagne n 1 816 352 décrit un filtre d'entrée actif. Une résistance en parallèle avec l'entrée d'un amplificateur est branchée dans ce cas en série avec l'inductance du circuit oscillant, pour constituer la résistance d'asservissement. Cette résistance varie en fonction de la température de la meme façon que la résistance de la bobine Une résistance d'affaiblissement résiduelle, relativement moins sensible à la température, est en série avec la bobine et la résistance d'asservissement, dans la sortie de l'amplificateur. La solution adoptée n'assure pas une compensation thermique précise à la sortie de l'amplificateur et le montage connu ne comporte aussi aucun moyen d'équilibrage fin du facteur de surtension. L'invention a pour objet d'améliorer le filtre d'entrée décrit dans l'introduction, de façon à obtenir la stabilisation en température avec des moyens simples, ainsi qu'un équilibrage fin du facteur de surtension, efficace et stable dans le temps. Selon une caractéristique essentielle de lgir.ventiong l'amplificateur utilisé est un amplificateur opérationnel dont la boucle de contre-réaction entre la sortie et l'entrée inverseuse comporte une résistance ayant un coefficient de température égal à celui de la bobine de l'élément LC et une bobine d'équilibrage fin du facteur de surtension, fixe et à faible inductance, est insérée dans la boucle de réaction entre la sortie et l'entrée non-inverseuse, en série avec l'élément LC, ou dans la boucle de contre réaction, en série avec la résistance. La bobine d'équilibrage fin du facteur dé sur tension est réalisée enfil thermoplastique, avec un nombre de spires variable. La résistance située entre la sortie et l'entrée inverseuse de l'amplificateur est par exemple une bobine bifilaire. Cette bobine est logée avec celle de l'élément LC et l'enroulement de couplage dans un pot commun. Les entrées inverseuse et non-inverseuse sont reliées chacune à la masse par une résistance; ces deux résistances présentent de faibles différences de réponse en température (tracking). Les résistances peuvent être constituées par un groupe de résistances en couches épaisses ou minces, ou par une bobine à faible inductance, bifilaire de préférence et réalisée dans un fil à même coefficient de température.Au lieu d'une bobine distincte d'équilibrage fin du facteur de surtension dans la boucle de réaction, il est également possible d'utiliser les bobines branchées entre les entrées de l'amplificateur et la masse pour l'équilibrage fin. Une bobine d'équilibrage fin du facteur de surtension, en série avec une des résistances à la masse, peut toutefois aussi etre utilisée, dans la mesure où elle est réalisée dans le même matériau, de même coefficient de température, que ladite résistance. Il est enfin possible de brancher une bobine en série avec chacune de ces résistances. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à laide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation et du dessin annexé, sur lequel la figure unique représente le schéma de principe. Le filtre représenté est constitué par une impédance complexe Ze' branchée en série aveç une bobine de couplage L2 entre les bornes d'entrée El, E2. La tension d'entrée ue est appliquée aux bornes d'entrée, puis transmise avec transformation par la bobine de couplage L2 à une bobine L1. Cette dernière représente l'inductance d'un circuit oscillant série, dont la capacité est un condensateur C1. Une extrémité de la bobine L1 est reliée à l'entrée non inverseuse d'un amplificateur opérationnel monolithique OP, repérée par un signe plus. L'autre entrée est reliée à une bobine à air R4, dont l'autre extrémité est reliée au condensateur Cl. La seconde borne de ce dernier est reliée à la sortie de I'ampliflcateur opérationnel OP. Une résistance R2 met en outre l'entrée non-inv--rseuse de l'amplificateur opérationnel à la masse. Uneésistance R3 met également à la masse l'entrée erverseuse de l'amplificateur opéw rationnel, repérée par un signe moins. Une résistance R1, qui avec la résistance R3 détermine le gain, est branchée entre l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel et sa sortie. La tension de sortie ua apparat entre les bornes de sortie Al, A2. La résistance Rl est constituée par une bobine bifilaire, logée avec la bobine L1 et la bobine de couplage L2 dans un pot commun non représenté. Le coefficient de température de R1 est égal à celui de la bobine L1. Les résistances R2 et R3 ont également un même coefficient de température. On admet- que du fil de cuivre est utilisé pour la bobine L1, la bobine à air R4 et la bobine R1. Une élévation de température accroît la résistance de ces composants en fonction du coefficient de température du cuivre. La tension de commande appliquée à l'entrée non-inverseuse de l'amplificateur opérationnel diminue ainsi quand la température augmente. Les pertes ohmiques du circuit résonnant série, augmentées par l'accroissement de température, sont toutefois compensées par l'accroissement duR gain en tension de l'amplificateur opérationnel, dont le gain (V i + 1) varie, car la résistance de la bobine R1 augmente aussi. La tension R3 de sortie ua peut ainsi être maintenue constante. Le phénomène de compensation s'inverse quand la température diminue. Les résistances R2 et R3 sont calculées en fonction du facteur de surtension du circuit requis et réalisées sous forme de résistances fixes, et de préférence d'un groupe de résistances en couches minces ou épaisses. La bobine à air R4 permet d'obtenir simplement un équilibrage fin du facteur de surtension.La bobine d'équilibrage fin R4 est réalisée en fil thermoplastique et ses spires sont réunies par cuisson; il est donc possible de réaliser l'qui librage en déroulant après le montage des spires de la bobine pleine, jusqu'à l'obtention de la valeur ohmique désirée. La bobine d'équilibrage fin du facteur de sur tension ainsi ajustée est parfaitement stable dans le temps et garantit une bonne stabilité du filtre pendant une durée illimitée. L'invention est particulièrement avantageuse, car les dispositions adoptées permettent de réaliser un filtre à bande étroite et facteur de sur tension élevé, présentant une courbe de transmission stable sur une large plage de température, dont la fréquence propre et les pertes du circuit oscillant sont stabilisées en température et ayant une stabilité à long terme illimitée. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Filtre d'entrée, destiné notamment aux installations de télécommande centralisée, comprenant un transformateur de couplage du signal d'entrée, un élément LC dans le circuit de réaction d'un amplificateur sans réaction interne et des moyens de stabilisation en température, et caractérisé par l'emploi d'un amplificateur opérationnel, dont la boucle de contreréaction entre la sortie et l'entrée non inverseuse comporte une résistance ayant le méme coefficient de température que la bobine de l'élément LC et par une bobine d'équilibrage fin, fixe et à faible inductance, insérée dans la boucle de réaction entre la sortie et l'entrée non inverseuse, en série avec l'élément LC, ou dans la boucle de contre-réaction, en série avec la résistance. 2. Filtre d'entrée selon revendication 1 caractérisé en ce que la bobine d'équilibrage fin est réalisée en fil thermoplastique avec un nombre de spires variable. 3. Filtre d'entrée selon une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la résistance branchée entre la sortie et l'entrée inverseuse de l'amplificateur est constituée par une bobine bifilaire. 4. Filtre entrée selon une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la résistance btanchée entre la sortie et l'entrée inverseuse de l'amplificateur, la bobine de l'élément LC et l'enroulement de couplage sont logés dans un pot commun. 5. Filtre d'entrée selon une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les entrées inverseuse et non inverseuse sont reliées chacune par une résistance à la masse et ces deux résistances présentent de faibles différences de la réponse en température (tracking). 6. Filtre d'entrée selon revendication 5, caractérisé en ce que les résistances à la masse sont constituées par un groupe de résistances en couches minces ou épaisses. 7. Filtre d'entrée selon revendication 5, caractérisé en ce que les résistances à la masse sont constituées chacune par une bobine à faible inductance, bifilaire de préférence et réalisée avec un fil à même coefficient de température. 8. Filtre d'entrée avec résistances à la masse constituées par des bobines selon une quelconque des revendications 1 à 5 et la revendication 7, caractérisé en ce que la bobine d'équilibrage fin spéciale est supprimée et le nombre de spires des deux bobines est variable séparément ou simult@nément en vue de l'équilibrage fin. 9. Filtre entrée selon une quelconque des revendications I à 8, caractérisé en ce que la bobine d'équilibrage fin est en série @vec une des résistances à -la masse ou une bobine est en série avec chacune de ces résistarces et réalisée dans le mme matériau, à même coefficient de température.