Brevet FR2301975A1 — publié le 19760917

Les installations d'antenne de réception sont en général limitées aux gammes de fréquence affectées à la télévision, et à la radiodiffusion en modulation de fréquence. Ces installàtions comportent une ou plusieurs antennes, connectées à un cible de "descente", généralement du type coaxial, lui-même susceptible d'être connecté à un ou plusieurs récepteurs, avec insertion de séparateurs et/ou distributeurs adéquats. Lorsqu'il s'agit d'antiennes collectives, les distributeurs, voire les antennes elles-mêmes, sont munis d'amplificateurs destinés à compenser les pertes le long du câble, et à assurer une répartition régulière du signal sur toutes les dérivations. Avec des installations de ce genre,-on obtient une réception très confortable dans les gammes de fréquence-visées. En revanche, les récepteurs de radiodiffusion comportent aussi pour la plupart, des gammes de réception en grandes ondes (ou ondes longues), petites ondes (ou ondes moyennes), et ondes courtes, et la réception dans ces dernières gammes souffre énormément de la comparaison aux résultats de la modulation de fréquence. On a déåà proposé de disposer au sommet d'une installation d'antenne un élément rayonnant supplémentaire du type fouet omnidirectionnel, associé à un amplificateur, et couplé au cable coaxial de descente de la même façon que les antennes de télévision et de modulation de fréquence. Un séparateur disposé en aval sur le câble coaxial peut alors faire, en fonction de la fréquence, le départ entre les signaux destinés à la télévision, et les signaux radiophoniques en modulation de fréquence et en modulation d'amplitude. Si cela procure une amélioration sensible par rapport à la situation précédente, le confort d'écoute est encore loin d'être comparable à celui de la modulation d fréquence. La demanderesse a observé qu'un élément essentiel du confort d'écoute est l'absence de perturbations, parasites, et brouillages. Elle a également constaté que les perturbations les plus gênantes sont souvent de nature locale : bruit de fermeture dans les interrupteurs électriques, ou dans des relais de puissance d'un ascenseur par exemple. Après ces observations, et dans le but de remédier aux inconvénients des antennes fouet omnidirectionnel précitées, la demanderesse a conçu une antenne-cadre avec un préam.plifica- teur, destinés à être montés en série sur le câble coaxial de descente, d'une installation d'antenne. Plus précisément, l'invention offre un module antennecadre et préamplificateur, pour insertion sur un câble coaxial soumis à une tension continue entre âme et masse, et branché entre un ensemble d'antenne dans au moins l'une des gammes VHF et UHF, et un ou plusieurs récepteurs.Ce module comprend - une borne d'entrée pour recevoir l'âme du câble coaxial venant de l'ensemble d'antenne, et connecter son blindage à la masse, - une borne de sortie pour recevoir l'âme du câble coaxial allant vers le récepteur et connecter son blindage la masse, - une liaison capacitive directe de la borne d'entrée à la borne de sortie, afin de faire passer les signaux électriques dans les gammes de fréquence UHF et VHF, - un ensemble d'antenne-cadre comprenant un noyau supportant des enroulements, et au moins un condensateur connecté à un ou plusieurs des enroulements, - un amplificateur possédant un circuit d'entrée connecté à l'ensemble d'antenne-cadre, et un circuit de sortie, - une liaison inductive du circuit de sortie de l'am-plificateur à la borne de sortie, cette liaison inductive comprenant une bobine à noyau connectée d'une part à la borne de sortie, et d'autre part au circuit de sortie ainsi qu'à un condensateur vers la masse. L'ensemble d'antenne-cadre est soit du type apériodi que , soit de préférence du type accordé. Les bobinages peuvent être à air (sans noyau) ou bien à noyau de ferrite, et bien entendu blindés ou non blindés. Cependant, dans un mode de réalisation préférentiel, l'ensemble d'antenne-cadre comprend deux enroulements primaires, enroulés en série sur un noyau de ferrite et une batterie de condensateurs montés entre les extrémités libres des deux enroulements primaires, ainsi qu'un enroulement secondaire dont une extrémité est connectée au circuit d'entrée'de l'élément amplificateur. L'amplificateur comprend au soins un étage à transistor alimenté à partir du câble coaxial, d'une façon qui sera décrite plus loin. L'amplificateur selon l'invention fonctionne non seulement pour amplifier les signaux du cadre, mais aussi pour adapter l'impédance de ce dernier à celle du câble de descente. L'invention couvre également l'utilisation d'un module du type défini ci-dessus en association avec un module d'antennecadre externe situé à distence. L'invention comprend encore l'utilisation du ou des modules qui précèdent dans une installation d'antenne. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre faite en référence aux dessins annexes, donnés à titre d'exemple non limitatif, et sur lesquels : - la figure @ illustre le schéma électrique détaillé du module antenne-cadre et préamplificateur de l'invention ; - la figure f illustre le schéma de rrincipe du module antenne-cadre de l'invention, utilisé an association avec un cadre auxiliaire; et - la figure ,4 illustre l'utilisation ras modules de la figure 2 dans une installation d'antenne. La figure 1 illustre les éléments du module 1, antenne-cadre et préamplificateur. L'ensemble d'antenne-cadre 10 comporte un noyau N1 en ferrite. Sur ce noyau sont bobinés deux enroulements L1 et L2, avec un @oint commun. Les extrémités libres des deux enroulements L1 et L2 sont connectées de part et d'autre d'un groupe de condensateurs C1, C2, C3, accompagnés d'un condensateur ajustable C. Un autre enroulement L3 est @galement bobiné sur ce noyau, séparé des deux premiers, mais couplé électromagnétiquement à eux, per l'intermédiaire du noyau de ferrite N1. S'agissant en variante d'un cadre du type à air , les trois bobines seraient bobinées très proches l'une de l'autre pour produire le ccuplage magnéticue. L'une des extrémités de l'enroulement L3 est reliée à la masse par un court-circuit amovible CC10. Elle va également vers une borne d'entrée de cadre externe B3 ; cette borne reçoit l'amie du câble coaxial venant du cadre externe et il lui est associé un moyen de mise à la masse du blindage du câble. Un autre court-circuit amovible CC11 permet de court clrcuiter la borne B3 à la masse lorsqu'elle n'est pas utilisée. ainsi, les courts-circuits CC10 et CC11 forment un premier groupe de courts-circuits amovibles qui sont mis en place lorsque le dispositif fonctionne avec seulement son cadre interne. L'autre extrémité de la bobine L3 est connectée à une armature d'un condensateur C4, qui constitue le circuit d'entrée de l'étage préamplificateur il que l'on va maintenant considérer. -Cet étage comprend un transistor T1 du type PNP, dont la base est connectée à l'autre armature du condensateur C4. Tandis que l'émetteur du transistor T1 est connecté à la masse par l'intermédiaire d'un condensateur C6, qui lui.permet d'amplifier les courants alternatifs en mode émetteur commun, le collecteur du transistor T1 est connecté lui aussi à la masse par une résistance de charge R2. Comme on le verra plus loin, une tension continue positive est appliquée à l'émetteur du transistor, alors qu'unie résistance R1 branchée entre collecteur et base assure la polarisation du transistor T1. Le signal de sortie du transistor apparat au collecteur ; à partir de là, le circuit de sortie de l'amplificateur comprend un condensateur C5, suivi d'un bobinage à prise intermédiaire L5, muni d'un noyau N5, puis d'un condensateur C9 allant à la masse. La rrise intermédiaire du bobinage L5 est connectée par l'intermédiaire d'une bobine L6 à une borne de sortie B2, associée a une mise à la masse du blindage du câble coaxial qu'elle reçoit. L'extrémité de la bobine L6 qui est opposée à la borne W est également ramenée à la masse par un condensateur :7E. Le dispositif comporte encore une borne B1 destinée à l'entrée des signaux d'antenne de télévision, et éventuellement modulation de fréquence. Comme les autres, cette borne reçoit l'âme du câble coaxial, tout en mettant son blindage à la masse Un condensateur C11 assure la liaison directe pour les signaux alternatifs des gammes susvisées entre la borne d'entrée B1 et la borne de sortie B2 Par ailleurs, la borne B1 est connectée à une bobine de choc L8, dont l'autre extrémité est connectée d'une part à un condensateur C10 vers la masse, et d'autre part à l'ex- trémité du bobinage L5, du côté opposé au transistor T1. enfin, la même extrémité du bobinage L5 est connectée à une diode D, suivie d'une résistance R3 aboutissant à l'émet- teur du transistor TI, un condensateur électrochimique C7 étant mis en parallèle sur le condensateur de découplage d'émetteur CS. Les éléments C8, C10, Cli, L6 et L8 forment un "coupleur" 12 des signaux, en assurant en même temps le passage de l'alimentation continue. On sait que les signaux des gammes ondes longues, ondes moyennes et ondes courtes (premier groupe) correspondent à des fréquences nettement plus basses que celles des signaux de télévision et de modulation de fréquence (second groupe). Les condensateurs C4, C5, C6 et naturellement C7, ainsi que C9 sont choisis de façon à transmettre une partie substantielle des signaux des fréquences du premier groupe, et par conséquent des fréquence du second. Au contraire, les condensateurs G8, ClO et C11 ont des valeurs propres à laisser passer les fréquences du second groupe, mais non les fréquences du premier. On remarquera cependant que cette condition n'est pas impérative pour les condensateurs C10 et C11. Dans un câble coaxial de descente, l'alimentation continue vient d'en bas, et c'est la borne de sortie B2 qui est donc soumise entre âme et blindage à une tension d'alimentation continue. Cette tension traverse la bobine L6, arrive à la prise intermédiaire du bobinage L5, d'où elle est transmise à l'extrémité de ce dernier, du côté du condensateur C9, c'est-à-dire du côté opposé au transistor T1. De là, la tension continue est appliquée à une diode D et à une résistance R3, qui appliquent la tension continue positive déjà mentionnée à l'émetteur du transistor T1 ; la tension continue est aussi appliquée à la bobine de choc L8 qui la transmet donc à la borne B1, c'est-à-dire à l'Sme du câble coaxial allant vers l'ensemble d'antennes HF-UHF, pour alimenter leurs préamplificateurs. Les amplificateurs étant ainsi en mesure de fonctionner, les signaux de télévision et radiodiffusion en modulation de fréquence arrivent à la borne El d'où ils passent directement à la borne B2 par l'intermédiaire du condensateur C11. Les signaux captés par le cadre 10 sont amplifiés par le transistor T1. Par le bobinage L5 et sa prise intermédiaire, le circuit de sortie de ce transistor applique les signaux ainsi obtenus à la borne de sortie B2, avec l'adaptation d'impédance requise. La bobine de choc L8 empêche le passage des signaux existant à la borne B1 vers le reste du dispositif. De même la bobine L6 empêche que les mêmes signaux, transmis par le conden sateur C11 à la borne B2, ne refluent vers le dispositif. Cependant, la bobine L6 est conçue pour laisser passer normalement les signaux correspondants aux ondes longues, moyennes et courtes. A cet effet, elle comporte par exemple un noyau métallique. L'antenne-cadre de l'invention peut être choisie pour capter plusieurs stations, par exemple dans la gamme des ondes longues, où la réception est la plus délicate. Cependant, il est nettement plus avantageuxd'ac- corder sélectivement le cadre sur une seule station, en l'o- rientant dans la direction de champ maximal venant de cette station. La demanderesse a observé que ces conditions de fonctionnement procurent une amélioration remarquable par rapport à ce que l'on a pu obtenir jusqu'à présent, même avec les antennes de type fouet omnidirectionnel, Une variante de l'invention permet d'améliorer encore les choses. Sur la figure 2, le module antenne-cadre préamplificateur 1 est connecté par sa borne B, à un modul-e de cadre auxiliaire 2. Représenté schématiquement, le cadre auxiliaire peut être de constitution analogue à celle du cadre 10 de la figure 1. Lorsque seul le cadre extérieur est utilisé, le court-circuit CC20 permet d'appliquer directement son signal au circuit d'entrée du transistor T1, laissant de côté la bobine L3 du cadre interne 10.L'amplificateur étant à large bande, il est également possible d'utiliser simultanément le cadre interne et le cadre auxiliaire, le court-circuit CC20 n'étant bien entendu pas mis. Un perfectionnerent à cette variante consiste à munir également ce cadre auxiliaire d'un préamplificateur. F retournant à la figure 1, on voit qu'une résistance R est connectée à l'émetteur du transistor T1 et un court-circuit amovible CC21 aboutissant à la borne B3. Le court-circuit CC21 étant mis en place, l'alimentation continue est transmise jusqu'au preamplificateur du cadre auxiliaire. La figure 5 illustre l'utilisation des modules de l'in ~ vention dans une installation d'antenne. La partie en tireté 30 montre le câble de descente avant mise en place des éléments de l'invention. Avec l'invention, ce câble est coupé, la portion venant du préamplificateur d'antenne étant appliquée à la borne d'entrée El du module d'antenne cadre et amplificateur 4. La borne B2 de ce module est reliée à 11 autre partie du câble de descente vers un ou plusieurs séparateurs et une alimentation secteur, donc vers les récepteurs de radio et télévision. Enfin, la bore B3 du module 1 est connectée au module de cadre externe 2. REVENDICATIONS 1. Module antenne-cadre et préamplificateur, pour insertion sur un câble coaxial soumis à une tension continue entre âme et masse, et branché entre un ensemble d'antenne dans au moins l'une des gammes VHF et UHF et un ou plusieurs récép- teurs, caractérisé par le fait qu'il comprend - une borne d'entrée pour recevoir l'âme du câble coaxial venant de l'ensemble d'antenne, et connecter son blindage à la masse, - unp borne de sortie pour recevoir l'âme du câble coaxial allant vers le récepteur et connecter son blindage à la masse, - une liaison capacitive directe de la borne d'entrée à a borne de sortie, afin de faire passer les signaux électriques dans les gammes de fréquence UHF et VHF, - un ensemble d'antenne-cadre comprenant un noyau supportant des enroulements, et au moins un condensateur connecté è un ou plusieurs des enroulements, - un amplificateur possédant un circuit d'entrée con necté à l'ensemble d'antenne-cadre et un circuit de sortie, - une liaison inductive du circuit de sortie de l'am- plificateur à la borne de sortie, cette liaison inductive comrrenant une bobine à noyau connectée d'une part àla borne de sortie et d'autre part au circuit de sortie, ainsi qu'à un condensateur (C8) vers la masse. 2. @odule selon la revendication 1, caractérisé par le ai q l'ensemble d1antenne-cadre comprend deux-enroulements primaires (L1 et L2), enroulés en série sur un noyau de ferrite et un groupe de condensateurs (C, Cl, C2, C3) montés entre les extrémités des deux enroulements primaires, ainsi qu'un enroulement secondaire dont une extrémité est connectée au circuit d'entrée de l'élément amplificateur. 3. Module selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'amplificateur comprend un tran passer, une résistance de collecteur (R2) reliant le collecteur du transistor r la asse, une résistance de polarisation (R1) reliant le collecteur du transistor à sa base, au moins un condensateur (C6, C7) reliant l'émetteur du transistor à la masse, par le fait que le circuit d'entrée de l'amplificateur comprend un condensateur (C4) reliant la base du transistor à l'ensemble d'antenne-cadre, et par le fait que le circuit de sortie de l'amplificateur comprend un bobinage à noyau avec une prise intermédiaire qui forme la sortie, ce bobinage étant connecté d'une part au collecteur du transistor par un condensateur (C5) et d'autre part à un condensateur (C9) vers la masse ainsi que par une diode (D) et une résistance (R3) à l'émetteur du transistor, pour alimenter ce dernier en tension continue. 4. Module selon la revendication 3, caractérisé par le fait qu'il comporte en outre une bobine de choc connectée d'une part à la bobine d'entrée, et d'autre part à la masse par un condensateur (cil) ainsi qu'au bobinage à noyau, à son extrémité opposée au collecteur du transistor, ce qui fait passer l'alimentation en tension continue vers l'ensemble d'antenne UHF-VHF. 5. Module selon l'une des revendications 3 et 4, caractérisé par le fait qu'il comporte une troisième borne pour recevoir l'âme d'un câble coaxial venant d'un cadre auxiliaire et connecter son blindage à la masse, un premier groupe de courts-circuits amovibles pour mettre à la masse l'extrémité libre de l'enroulement secondaire (L3) et pour mettre à la mas-se la troisième borne, en vue du fonctionnement avec le cadre interne du module, et un second groupe de courts-circuits amovibles, destinés à court-circuiter ledit enroulement secondaire (L3) en vue d'une utilisation uniquement avec un cadre extérieur. 6. Module selon la revendication 5, caractérisé par le fait que le second groupe de courts-circuits amovibles comporte en outre un court-circuit permettant de connecter une résistance entre l'émetteur du transistor et la troisième borne pour faire passer l'alimentation continue. 7. Module selon l'une des revendications 5 et 6, caractérisé par le fait qu'il est associé à un module d'antenne cadre externe situé à distance, comprenant un autre ensemble constitué d'un noyau, d'-enroulements et de condensateurs, et connecté à sa troisième borne par un câble coaxial. 8. Module selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé par le fait qu'il est inséré dans une installation d'antenne comprenant un ensemble d'antennes VHF et UHF, pour la télévision et la radiodiffusion en modulation de fréquence, un premier câble coaxial connecté entre l'ensemble d'antennes VHF-UHF et la borne d'entrée du module, un second câble coaxial entre la borne de sortie du module et des moyens de distributzn de signaux aptes vers des récepteurs ainsi qu'un moyen d'alimentation appliquant une tension continue entre âme et blindage du second câble coaxial.