Brevet FR2279258A1 — publié le 19760213

La présente invention est relative aux filtres actifs de fréquence destinés à la sélection d'un signal permanent ou impulsionnel ayant une fréquence déterminée ou se situant dans une bande de fréquence étroite. De tels filtres sont notamment utilisables en télécommande centralisée , les récepteurs de télécommande devant reconnaître les signaux à la fréquence de télécommande, émis par superposition au réseau de distribution électrique à fréquence industrielle, parmi d'autres signaux parasites de fréquences parfois très voisines et d'amplitudes beaucoup plus élevées. Dans la technique de la télécommande centralisée, on utilise parfois des filtres de type électro-mécanique à lame vibrante. Ce genre de filtre présente certains inconvénients : une très grande sélectivité qui peut être gênante dans le cas d'un désaccord éventuel avec la fréquence d'émission de télécommande, une vitesse de réponse lente en raison de la surtension élevée et de la faible largeur de bande, et un règlage d'accord long et délicat. On connait, par ailleurs, dans les calculateurs analogiques, des filtres actifs constitués par le montage en série de plusieurs cellules du deuxième ordre, chacune comprenant une boucle formée de deux étages intégrateurs et d'un étage inverseur, ces trois étages étant branchés en série. Chaque cellule du deuxième ordre comporte une sortie passe-haut à la sortie de l'inverseur, une sortie passe-bande à la sortie du premier intégrateur, et une sortie passe-bas à la sortie du secondintégrateur. On sait que les asymplotes des courbes de réponse de ces filtres élémentaires ont par convention une pente + 2 et O de part et d'autre de la fréquence centrale,ou fréquence d'raccord pour le filtre passe-haut, 0 et - 2 pour le filtre passe bas et + 1 et - 1 pour le filtre passe-bande. Ce genre de filtre a l'avantage d'être réalisable avec des composants bon marché et de posséder une grande souplesse d'utilisation, une bonne indépendance des paramètres de règlage, et une faible sensibilité à la dérive des composants. Le nombre de cellules, généralement deux ou trois, est choisi en fonction des caractéristiques du réseau sur lequel est émis le signal de télécommande, pour fournir un gabarit et une réponse dynamique appropriés. Pour réaliser les étages intégrateurs, il est intéressant de choisir des condensateurs à diélectrique au polystyrène en raison de leur prix économique, de leur excellente stabilité au vieillissement, et de leur faible angle de perte. En revanche, le polystyrène a l'inconvénient d'avoir un coefficient de température négatif important, ce qui se traduit par une dérive de la fréquence centrale de la cellule avec les variations de température. L'invention a pour objet un filtre actif de fréquence comportant un asseo blage de cellules du deuxième ordre dans lequel l'inconvénient précédemment mentionné, dû à l'utilisation d'un diélectrique à coefficient de température capable d'entraîner une dérive de la fréquence centrale des cellules, est surmonté dans chaque cellule par une correction introduite dans le circuit de l'étage inverseur. Le filtre, suivant l'invention, est caractérisé en ce que, dans chaque cellule, une des résistances de l'étage inverseur présente un coefficient de température négatif de façon à compenser par le gain de cet étage inverseur l'influence du coefficient de température des condensateurs sur la dérive de la fréquence centrale de la cellule considérée. Dans le cas du polystyrène qui a un coefficient de température négatif, cette résistance est la résistance de contre réaction de l'étage inverseur. La correction de l'influence de la température est ainsi réalisée au moyen de thermistances, c'est-à-dire de composants économiques existant dans le commerce. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante en relation avec le dessin annexé qui représente à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'invention. Sur ce dessin - la figure 1 est le schéma étune cellule corrigée conformément à l'invention. - la figure 2 est le schéma d'un filtre passe-bande à deux cellules suivant l'invention. La Cellule représentée figure 1 est constituée par un étage inverseur 1 à l'entrée duquel est appliqué le signal à filtrer, suivi de deux étages intégrateurs 2 et 3. L'inverseur 1 comprend un amplificateur opérationnel 11, une résistance de contre-réaction 12 et une résistance d'entrée 13 branchée dans la boucle reliant la sortie du second intégrateur 3 à l'entrée de l'inverseur. Les étages 2 et 3 comprennent respectivement un amplificateur opérationnel 21, 31, une résistance d'entrée 22, 32 et un condensateur 23, 33, monté en contre réaction, aux oornes de l'amplificateur. Une résistance 24, en série avec le condensateur 23, sert à déterminer la surtension de la cellule. Les sorties des étages 1, 2, 3 fournissent respectivement les sorties passe haut PH, passe-bande PBd et passe-bas PB de la cellule. Les condensateurs 23, 33 sont choisis du type à diélectrique en polystyrène pour les raisons déjà indiquées. I1 possède cependant un coefficient de température négatif important mais de valeur assez bien définie : par exemple, de l'ordre de -150. 10-6 f 50.10 6 , dont l'influence provoque une dérive de la fréquence centrale de la cellule quand la température varie. Suivant l'invention, on compense cette dérive en modifiant le gain de l'éta- ge inverseur 1 au moyen de sa résistance de contre-réaction 12 qui est du type à coefficient de température négatif (CTN), ce genre de résistance étant très économique; K désignant l'inverse du gain, ctest à dire le rapport des résistances 13 et 12, R2, R3 et C2, C3 celles des résistances d'entrée 22, 32 et des condensateurs 23, 33, la fréquence centrale de la cellule est donnée par l'expression On voit que, moyennant un dimensionnement correct de la résistance 12, les variations du terme K avec la température peuvent compenser les variations de C2, C3, les variations des résistances 22 et 32,par exemple du type à couche métallique, étant négligeables. Bien entendu, la résistance 12 peut etre réalisée au moyen de plusieurs éléments, résistances et thermistances, pour obtenir la valeur et les caractéristiques désirées. On peut remarquer que la correction sur le terme K au moyen de résistances du genre CTN est plus économique que celle qui aurait consisté à utiliser des résistances 22 et/ou 32 à coefficient de température de valeur égale, mais de signe opposé au coefficient de température du polystyrène. En effet de telles résistances, généralement au nickel-chrome, ne sont pas immédiatement disponibles pour des valeurs quelconques et doivent être ajustées à la demande, ce qui augmente encore le prix de ces composants. La figure 2 montre un exemple de filtre passe-bande, constitué de deux cellules I, II, corrigées en température conformément aux indications qui précèdent, la sortie passe-haut PH de la première cellule étant reliée à l'entrée de la seconde et le signal filtré étant recueilli à la sortie passebande PBd de cette dernière. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au cas du polystyrène qui a été pris à titre d'exemple, mais s'applique dans tous les cas ou le diélectrique présente un coefficient de température négatif ou positif, susceptible d'entraîner une dérive de la fréquence centrale des cellules. Dans le cas où ce coefficient est non plus négatif,mais positif, la correction est obtenue de façon analogue en agissant sur le gain de l'étage inverseur, mais cette fois-ci par l'intermédiaire de' sa résistance d'entrée 13 qui est choisie avec un coefficient de température négatif. REVENDICATIONS 1. Filtre actif de fréquence, comportant au moins une cellule du deuxième ordre constituée par une boucle comprenant deux étages intégrateurs en un étage inverseur montés en série, et dans lequel les condensateurs des étages intégrateurs sont d'un t,vpe ayant un coefficient de température capable d'entraîner une dérive de la fréquence centrale de la cellule, caractérisé en ce que , dans chaque cellule, une des résistances de l'étage inverseur présente un coefficient de température négatif de manière à compenser par le gain de cet étage inverseur l'influence du coefficient de température des condensateurs sur la dérive de la fréquence centrale de la cellule considérée. 2. Filtre suivant la revendication 1; dans lequel les condensateurs sont dlun type ayant un coefficient de température négatif, caractérisé en ce que ladite résistance de étage inverseur présentant un coefficient de température négatif est sa résistance de contre-réaction. 3. Filtre suivant la revendication 1, dans lequel les condensateurs sont d'un type ayant un coefficient de température positif, caractérisé en ce que ladite résistance de l'étage inverseur présentant un coefficient de température négatif est sa résistance d'entrée.