Brevet FR2239820A1 — publié le 19750228

L'invention concerne un commutateur comportant au moins deux premières bornes et une deuxième borne, les premières bornes étant connectées à la deuxième borne par l'intermédiaire d'un interrupteur commande par tension et composé notamment d'au moins un éé- ment interruptif. Dans un tel commutateur, l'encombrement desdits interrupteurs fait que le fil de connexion reliant I'extrémité de l'interrupteur à la deuxième borne se comporte comme un condensateur dont la capacité est d'autant plus élevée que ce fil est long. La capacité totale formée par tous les fils de connexion et considérée au niveau de la deuxième borne rend un tel commutateur inutilisable pour des signaux à haute fréquence et à large bande en effet lorsqu'on a affaire à des signaux haute fréquence les commutateurs que I'onutilise doivent être adaptés c'est-à-dire que l'impédance vue en chacune desdites bornes doit être égale pour une bande passante donnée à l'impédance caractéristique des-câbles qui viennent se connecter à ces- différentes bornes. Ladite capacité ramenée au niveau de la deuxième borne est trop importante pour etre compensée sur une large bande et un commutateur du genre envisagé ci-dessus ne peut donc pas convenir. L'objet de l'invention est de fournir un commutateur pour signaux à haute fréquence et a large bande, ne présentant pas une capacité trop élevée au niveau de la deuxième borne. Pour cela, le commutateur est remarquable en ce-que ledit interrupteur est scindé en deux parties dont une première partie est placée au voisinage desdites premières bornes et dont la deuxiè- me partie comportant au moins un élément interruptif est placée au voisinage de la deuxième borne. La description suivante en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figurfJ1Jreprésente un commutateur convenant surtout pour des signaux à basse fréquence. La figure 2 représente un commutateur conforme a l'invention pour des signaux à haute fréquence. A la figure 1, on a représenté un commutateur comprenant dix bornes d'entrée E0 à E9 et une seule borne de sortie S ; ces bornes d'entrée sont reliées à cette borne de sortie S par l'intermédiaire d'interrupteurs référencés par 10 à Ig et munis chacun respectivement d'une borne de commande par tension CO à C9. Pour effectuer une connexion électrique effective entre une de ces bornes d'entrée et la borne de sortie on ferme l'interrupteur reliant cette borne d'entrée et la borne de sortie, et on laisse les autres interrupteurs ouverts. Sur la figure 1, on a représenté en détail la constitution de l'interrupteur I4, les autres interrupteurs étant de structure identique ; les composants de l'interrupteur I4 sont référencés chacun par une lettre munie de deux indices numériques ; l'indice supérieur rappelle la référence numérique de l'interrupteur auquel le composant considéré est rattaché. L'interrupteur I4 de modèle connu se compose essentiellement de deux éléments interruptifs constitués respectivement par des diodes D14 et D24, les cathodes de ces diodes sont reliées au collecteur d'un transistor T4 et à une extrémité d'une résistance R14 dont l'autre extrémité est reliée à une source de tension continue + V, l'anode de la diode D14 est reliée à la borne d'entrée E4 4 et à l'extrémité d'une résistance R4 dont l'autre extrémité est à la masse ; de même, l'anode de la diode D24 est reliée d'une part à une extrémité de la résistance R34 dont l'autre extrémité est à la masse et d'autre part à la borne de sortie S par l'intermédiaire d'un fil de connexion F4 de longueur 1. L'émetteur du transistor est connecté à la masse et sa base à la borne de commande C4 par l'intermédiaire d'une résistance 4 R4 Le fonctionnement d'un tel interrupteur est le suivant Si on applique une tension positive par rapport à la masse et de valeur suffisante à la borne C4, le transistor T4 devient conducteur, les diodes D14 et D24 sont "bloquées" et le signal haute fréquence appliqué à la borne E4 n'est pas transmis en direction de la borne S. Par contre si on applique à cette borne de commande C4 une tension de valeur nulle, le transistor T4 est bloqué, de ce fait les diodes D14 et D24, sont rendues conductrices, alors un signal appliqué à la borne E4 est transmis à la borne S. On remarque bien que dans l'interrupteur décrit ci-dessus les diodes D14 et D24 effectuent à proprement parler la fonction d'éléments interruptifs. La capacité ramenée au niveau de la borne S est constituée par chacun des fils FO à F9 ; pour une longueuV7de l'ordre de 10 cm cette capacité est de l'ordre de 100 pF, ce qui ne peut pas être compensé pour des signaux à haute fréquence (par exemple ioe MHz) et à large bande (quelques dizaines de MHz) appliqués aux bornes d'entrée. Ala figure 2, les éléments communs avec ceux de la figure 1 portent les mêmes références. Dans le commutateur conforme à l'invention et montré à cette figure 2 l'interrupteur est scindé en deux parties dont une première partie; la plus encombrante de préférence, est placée au voisinage des premières bornes et dont la deuxième partie comportant au moins un élément interruptif est placée au voisinage de la deuxième borne. La première partie est référencée par I'O à f'9 ; on a représenté en détail la partie I'4 comportant les mêmes composants que ceux de l'interrupteur I4 montré à la figure 1. Cette partie It4 se compose du transistor T4 de la diode 4 des résistances a4 R42 et R4 ; de plus, on a ajouté une résis 4 tance R54 branchée en parallèle sur le trajet collecteur-émetteur du transistor T4 et une self L4 branchée en parallèle sur la résistance R24 ; la présence des éléments R54 et R24 sera justifiée par la suite. On a représenté de façon distincte sur la figure 2 la constitution de chacune des deuxièmes parties des différents interrup teurs ainsiainsi la-deuxième partie de l'interrupteur reliant la borne E4 à la borne S se compose principalement de la diode D24 ; pour l'in 0 terrupteur reliant la borne EO à la borne S test la diode D2 et cela respectivement pour toutes les diodes, toutes les anodes des 9 diodes D20 à D2 sont connectées en un point J. O .9 Drune manière avantageuse, la résistanceréférencée est commune à toutes les deuxièmes parties dtinterrupteur ; elle joue le même rôle pour toutes ces parties que celui de la résistance R34 pour l'interrupteur I4 à la figure 1. La borne S est reliée au point J par l'intermédiaire d'une résistance R6 ; entre le point J et la masse on a connecté une self L2. La présence des éléments R6 et L2 sera justifiée par la suite. L'amélioration apportée par le commutateur montré à la figure 2 s'explique de la manière suivante tout d'abord on rappelle que ce sont les diodes comprises dans-les parties I'O ... I'9 et les diodes DO ... 0 2 "' D9 qui effectuent à proprement parler chacune la fonction d'interrupteur ; tout se passe donc comme si on avait des premiers interrupteurs placés au voisinage des bornes d'entrée et des deuxièmes interrupteurs placés au voisinage du point J, reliés aux premiers interrupteurs par respectivement les fils de connexion FO...9 ; ainsi lorsque les deux interrupteurs connectés sur le mee fil de connexion sont ouverts, ce meme fil de connexion ne ramène plus au point J sa capacité pro pre. Comme une seule connexion électrique est effectuée entre une des bornes EO...9 et la borne S, la capacité vue au point J est alors constituée principalement par le fil de connexion participant à cette connexion électrique, aussi par la capacité très faible que présentent les diodes polarisées en sens inverse et par les liaisons entre les anodes-desdites-diodes et la borne S ; ces liaisons sont très peu capacitives car elles sont très courtes ; cela est dû à ce que que les diodes D02à D9 ont de très faibles dimensions et il est facile alors de les mettre tout près du point J.La self L2 est desti- née à compenser la capacité considérée au point J, cette compensation est d'autant plus efficace que cette capacité est faible. Pour obtenir l'adaptation, les fils de connexion F0 à F9 sont constitués d'une ligne de transmission dont l'impédance caractéristique est la meme que celle des câbles venant se raccorder aux différentes bornes EO à E9 et S. Dans le sens passant les différentes diodes citées présentent une certaine résistance ; pour éviter une désadaptation, les diodes contenues dans les parties I'O et I'9 font partie d'une cellule dite en "#" ; cette cellule est constituée par la résistance R24, la dio de D1 et la résistance R4 pour la partie I'4 ; alors que les diffé I 9 rentes diodes D20 à D29 lorsqu'elles sont en conduction forment avec les résistances R3O...9 et la résistance R6 une cellule en "T". La self L4 compense la capacité collecteur-émetteur du transistor. Pour fixer les idées et à titre indicatif, on donne la valeur des éléments qui permettent d'avoir un commutateur adapté sur une impédance caractéristique de 75n. - valeur de la résistance R54 : 820 # 4 - valeur de la résistance R24 : 820 # - valeur de la résistance des diodes D14 et D24 polarisées dans sens passant : 15 # - valeur de la résistance R03 .9 : 180SL - valeur de la résistance R6 : 15rL (la capacité résiduelle au point J pour des fils de connexion de l'ordre de 10 cm n'est plua que de 10 pF). REVENDICATIONS 1 Commutateur comportant au moins deux premières bornes et une deuxième borne, les premières bornes étant connectées à la deuxième borne par l'intermédiaire dlun interrupteur commandé par tension et composé notamment dtau moins un élément interruptif, carac térisé en ce que ledit interrupteur est scindé en deux parties dont une première partie, de préférence la plus encombrante, est placée au voisinage desdites premières bornes et dont la deuxième partie comportant au moins un élément interruptif est placé au voisinage de la deuxième borne. 2. Commutateur selon la- revendication 1 pour lequel les cabales venant se=connecter aux premières et à la deuxième borne présentent une certaine impédance caractéristique, caractérisé en ce que le fil de connexion reliant la première partie à la deuxième partie de chaque interrupteur est constitué par une ligne présentant ladite impédance caractéristique. 3. Commutateur selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que les éléments interruptifs sont constitués par des diodes qui sont rendues passantes ou bloquées selon la valeur de ladite tension. 4. Commutateur selon la revendication 3 caractérisé en ce que chaque deuxième partie est constituée par une desdites diodes mise. en série entre l'extrémité dudit fil de connexion et la deuxième borne, alors qu'une première résistance branchée en parallèle à la sortie de chacune desdites diodes des deuxièmes parties est commune à toutes les deuxièmes parties d'interrupteur. 5. Commutateur selon la revendication 4 caractérisé en ce qu'unie deuxième résistance est branchée en série entre une extrémité de la diode de chaque deuxième partie et la deuxième borne pour former ainsi avec l'une des diodes polarisée dans le sens passant une cellule dite en "T". 6. Commutateur selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la première partie comporte une autre diode branchée en série entre chaque première borne et 11extrémité dudit fil de connexion. 7. Commutateur selon la revendication 6, caractérisé en ce qutà chaque extrémité de cette autre diode se trouve une troisième et une quatrième résistance pour former avec cette diode polarisée dans le sens passant une cellule dite en ""r". 8. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 7 caractérisé en ce qu'une self est branchée en parallèle sur la deuxième borne pour compenser la capacité résiduelle considérée au niveau de cette deuxième borne. 9. Commutateur selon l'une des revendications 1 à 8 caracté risé en ce qu'unie self est branchée en parallèle sur chacune des premières bornes pour compenser la capacité résiduelle considérée au niveau de cette première borne.