Brevet FR2433856A1 — publié le 19800314

La présente invention concerne un dispositif relatif aux oscillatteurs et aux filtres électronécaniques à bandes étroites,dits de sécurité et utilisés dans la bande de 10 kc/100 Kc. Le mode d'excitation des tiges est la magnétostriction. Ces oscillsteurs sont constitués par un fil d'alliage de @i ayant un module d'élasticité indépendent de la température utilisant un mode de vibrations longitudinales en 1/2 onde ou onde complète et un couplage électrique entre les éléments électremécaniques. Ce type d'occillateur se caractérise par une grande facilité de réalisation ; il ne présente pas de fréquences parasites si les bobines d'oscillation sont convenablement réalisées et intéressent toute la tige. L'excitation de la tige, en oscillations longitudinales, s'effectue à l'aide de 2 bobines placéss axialement sur la fil; la polarisation s'effectue à l'aide de 2 aiments parallèlss aux bobines ; la tige est fixée @u noeud de vibrations par une brasure sur un support constitué par une mince fouille de chrisocal ; deux bagues de court-circuit BI - B2 placées de part et d'autre du support Uutant le couplage parasite des deux bobines (PL.I - Le couplage en onde complète est de préférence utilisé pour les fréquences entre 50 Kc et 100 Kc - dans ce cas, les 2 bobines sont placées suivant (PL.I - FIG.2) et se trouveront placées de part et d'autre de la partie de la tige formant 1/2 onde. Dans les deux cas, desaimants NS polarisent la tige ; dans cartain cas, il peut être avantageux d'utiliser un courant continu parcourant la bobine d'excitation en rempls çant les aimants. Lorsque ce dispositif est utilisé en oscillateur, le montage de principe est indiqué suivant (PL.II- FIG.3). La sens de couplage est tel qu'en l'absence d'aimant, la couplage parasite entre E3 - E4 se comporte on contre-réaction couplée à l'amplificateur A. La présence des aimants fait que le dispositif entre en réaction positive lorsque la tige entre en vibrations par le phénomène de magnétostriction longitudinele ; à ce moment, une fréquence stable apperait en "5" - la fréquence est déterminée par la longueur et la nature du fil (cas du montage 1/2 onde, fréquence = Vitssse de propacation du son dens la tion on cm) 2 L en cm Cas de l'utilisetion de cet oscillateur dans des filtres. Ce type d'oscillateur se prête bien à son incorporation dans des filtres à bande étroite ; d'autre part, du fait de sa structure il peut être considéré comme de sécurité. En effet, on a un affsiblissement important hors bands, et il ne présente pas de couplage galvanique entre l'entrée et la sortie. En cas de coupure des bobines ou de court-circuit, la signal n'est pas transmis. @ous donnons un exemple de filtre de bands réalisé avec ce type d'oscillateur (PL.II - FIG 4). Ce filtre est constitué par deux oscillateurs placés côte à côte ayant un support commun aux 2 tiges 11 - 12 dont les fréquences de résonnance sont réglées sur les deux frontières du filtre f1 - f2. Les bobines E1 - E2 - E3 - E4 intéressent la totalité de la tige excités ; afin d'éviter les fréquences parasites, deux aimants polarisent les 2 tiges. Les bobina d'entrée et de sortie du filtre sont coupléas antre elles de la manière suivante : - côté "E" la sortie E1 et l'emtrés E2 sont les entrées du filtre La sortie E2 est reliée à l'entrés de E1 - côté "S", les 2 entrées de E3 - E4 sont les sorties du filtre Las sortes de 3 et E4 sont reliées entre ailes, On peut remerquer que dans ce filtre, les oscillsteurs sont électromécaniques ; les couplages sont obtenus à l'aide du branchement particulier des bobinages.Les filtres élactromécaniques réalisés actuellement utilisent des couplages mécaniques entre les oscillateurs, ceux-ci sont délicats et augmentent beaucoup le temps de réglage ; ils conditionnent notamment la largeur de bande (nous ne parlons pas des filtres à quartz, leur prix élevé les font éliminer des utilisations pour lesquelles le type de filtra proposé est anvisagé). La règlage du type de filtre que nous proposons, se limite à la mise à la fréquence des 2 tiges par retouches mécaniques sur les extrémités, à la vérifica tion de la surtension des 2 tiges et au contrôle du coëfficient de tempéreture de métal utilisé t le couplage des bobines détérmine une foie pour toute, pour la fréquence choisie, la valeur du fond de bande, Fonctionnement du filtre t Las deux tiges étant réglées sur les fréquences frontières fl - f2 et les bobines étant couplées en série, l'action de chaque bobine est la même sur chaque tige t lorsque la courent qui attaque le filtre b Sa fréquence qui varie, saules apparaissent en sortie du filtre les 2 fréquences de résonnance des tiges. Considérons une tige t lorsque la fréquence qui attaque la tige est plus faible que la fréquence de résonnance de la tige, la phase de la tansion entre l'entrée et la sortis est en avance ; elle est en retard lorsque la fréquence est plus élevée. Nous observons d'autre part, que les tensions des deux bobines d'entrée et de sortie sont soustractives dans la bande. Si, au contraire le branchement des bobines est celu indiqué (FIG.4) les tensions des 2 bobines de sortie sont additionnées et à ce moment là, la bande apparaît. Ces structures de filtres ne fonctionnent bien que peur les bandes étroites de l'ordre de 1/600 de la fréquence d'utilisation. Ce type de filtre peut être considéré comme de sécurité ; on entend par sécurité, la fait que la détérioration d'un ou plusieurs éléments du filtre fait que le filtre est rendu impropre à tranemettre un signal dans la bande ou hors bande. Les bobines E1, et E2-peuvent être confondues en une soule intéressant les 2 tiges. Ce montage améliore la sécurité en raison du fait qu'un défaut de bobine se traduit par la non excitation des 2 tiges, Ce type de filtre présente un intérêt pour la signalisation de sécurité. Pour toutes applications où on a besoin d'un filtre à bande étroits, par exemple pour trier une fréquence apparaissant dans le spectre d'une modulation d'une fréquence portause. R E V E N D I C A T I O N S I. Dispositif oscillateur électromécanique caractérisé pour l'utilisetion d'une tige oscillant en mode d'oscillation longitudinale ; l'excitation de la tige étant effectuée à l'aide de 2 bobines placées axialement sur la tige, la polarisation des bobines s'effectuent à l'aide de deux aimants parallèles aux bobines ou à l'aide d'un courant continu parcourant las dites bobines; le couplage parasite entre les bobines est réduit par l'utilisation de bagues de court-circuits placées de part et d'autre du point de fixation de la tige, 2. Dispositif oscillateur selon la revendication "I" caractérisé par l'utilisation d'une tige en alliage de Ni. 3. Dispositif oscillateur selon la revendication "I" caractérisé par un mode d'oscillation an ItL onde ou onde complète. 4. Filtre électromécanique constitué de 2 oscillateure suivant la revendication "I" caractérisée par le réglage de la fréquence de chaque tige sur les frontières du filtre, et on obtient labande passente par couplage selfique des bobines suivant un mode particulier. 5. Dispositif oscillateur suivant la revendication "I" caractérisé an ce que les bobines recouvrent entièrement la tige pouzl éviter les fréquences parasites. 6. Filtre selon la revendication "4" caractérisé par le remplacement dee deux bobines d'entrée par une seule bobine intéressant les deux tiges.