Brevet FR2488078A1 — publié le 19820205

FILTRE PASSE-BANDE COMPORTANT UNE COMMANDE D'ACCORD La présente invention concerne un filtre passe-bande comportant une commande d'accord de la fréquence centrale de sa bande passante, filtre muni d'une borne d'entrée pour recevoir les signaux à filtrer, d'une borne de sortie pour fournir les signaux filtrés, d'un circuit passe-bande comprenant au moins un élément réactif variable en fonction d'une grandeur, une entre, une sortie et un accès de réglage pour recevoir ladite grandeur. Un tel filtre trouve des applications importantes notamment dans les transmissions radioélectriques de la gamme haute fréquence (2 à 30 MHz). Il peut servir tant à la réception qu'à l'émission. L'encombrement du spectre radioélectrique dans cette gamme impose pratiquement à la réception L'utilisation en tête du récepteur de circuits sélectifs afin d'éviter le plus possible Le risque d'inter-modulation. Un tel filtre présente aussi de l'intérêt pour L'émission. En effet, bien souvent, les émetteurs comportent une chaîne d'amplification large bande présentant un gain important. Le bruit thermique ainsi que le bruit large bande apporté par le signal de porteuse créent une pollution radioélectrique telle que l'utilisation d'un récepteur dans le voisinage d'un émetteur de cette sorte n'est plus possible. Il est bien évident que le changement de la fréquence centrale du filtre doit être facile à effectuer pour ne pas gêner le trafic du poste émetteur ou du poste récepteur auxquels est rattaché le filtre. La présente invention propose un filtre du genre précité dans le préambule dont la fréquence centrale peut être ajustée facilement d'une manière très précise. Pour cela, un tel filtre est remarquable en ce qu'il comporte un circuit de commutation à deux positions pour connecter dans une première position l'entrée et La sortie du circuit passe-bande avec respectivement ladite borne d'entrée et ladite borne de sortie et pour connecter dans une deuxième position l'entrée et la sortie du circuit passe-bande avec respectivement la sortie et l'entrée d'un circuit de couplage, afin de constituer un circuit oscillant dont le circuit passe-bande constitue l'élément résonant, un circuit d'asservissement qui agit sur L'accès de réglage pour asservir la fréquence du circuit oscillant sur la fréquence représentée par le signal appliqué sur ladite commande et un circuit mémoire pour garder la valeur de la grandeur électrique appliquée audit accès lorsque le circuit de commutation passe de sa deuxième à sa première position. L'idée de L'invention repose sur le fait qu'en prenant quelques précautions, un filtre passe-bande peut constituer l'élément résonant d'un oscillateur et que la fréquence de celui-ci correspond pratiquement à la fréquence centrale de la bande passante du filtre. La description suivante faite en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre un filtre conforme à L'invention. La figure 2 montre un mode de réalisation d'un circuit mémoire convenant pour un filtre conforme à 11 invention. La figure 3 montre un schéma destiné à l'explication du circuit-mémoire représenté à la figure 2. Le filtre de L'invention montré à la figure 1 est destiné à filtrer des signaux appliqués à sa borne d'entrée 1 et à les restituer à un circuit d'utilisation à sa borne de sortie 2. Ce filtre présente une caractéristique de transfert de type passe-bande dont La fréquence centrale peut être réglée en fonction d'une information numérique présente sur une borne 3. Cette caractéristique est donnée par un circuit passe-bande 4. Ce circuit 4 se compose selon l'exemple montré à la figure 1 d'un diviseur capacitif d'entrée formé par La mise en série de deux condensateurs 5 et 6. L'entrée 10 du circuit 4 est reliée aux armatures interconnectées des condensateurs 5 et 6. En parallèle sur Le montage en série des condensateurs 5 et 6, est disposée une bobine de self induction 12-qui présente une inductance variable ; cette inductance dépend d'une grandeur électrique appui quée à un accès de réglage 14. Ce circuit 4 se compose aussi d'un diviseur capacitif de sortie formé par la mise en série de deux condensateurs 15 et 16. La sortie 20 est reliée aux armatures interconnectées des condensateurs 15 et 16. En parallèle sur le montage en série des condensateurs 15 et 16, on a placé une bobine de self induction 22 dont l'inductance dépend de La grandeur électrique appliquée à l'accès de réglage 14. Les diviseurs capacitifs d'entrée et de sortie sont reliés entre-eux par un montage en série de deux condensateurs 23 et 24.Les armatures de ces condensateurs 23 et 24 qui sont reliées entre-eLles sont aussi connectées à une extrémité d'un circuit bouchon formé par un condensateur 28 et une bobine de self induction 32 de même type que Les bobines 12 et 22. Conformément à l'invention, le filtre comporte un circuit de commutation formé par Les commutateurs 50 et 51 à deux positions I et II ; lorsque Les commutateurs sont dans La position I, l'entrée 10 et La sortie 20 du circuit passe-bande 3 sont connectées avec respectivement ladite borne d'entrée 1 et Ladite borne de sortie 2 ; lorsque Les commutateurs 50 et 51 sont dans la position II, l'entrée 10 et La sortie 20 sont respectivement connectées avec un circuit de couplage constitué essentiellement par un amplificateur large bande 60 afin de constituer un circuit oscillant 65 dont Le circuit passe-bande 4 constitue ltélément résonant ; un circuit d'asservissement 70 agit sur L'accès de réglage 14 pour asservir sur la fréquence affichée à la borne 3 La fréquence du signaL du circuit oscillant 65 qui apparaît à la sortie 72 de celui-ci prise à La sortie de L'amplificateur 60. Le filtre de L'invention comporte aussi un circuit-mémoire 75 pour garder La grandeur électrique appliquée audit accès lorsque Le circuit de commutation passe de La position II à La position I. Le circuit d'asservissement 70 comporte un diviseur numérique variabLe 80 qui divise selon un nombre N défini par les signaux numériques appliqués à La borne 3. L'entrée de ce diviseur est reLiée à la sortie 72 du circuit oscillateur 65 ; un comparateur de fréquence 82 compare la fréquence du signal de sortie fournie par le diviseur 80 avec une fréquence de référence fournie par un oscillateur à quartz 84. Le signal de sortie du discriminateur va agir pour que la fréquence du signal à la sortie du diviseur soit égale à la fréquence de l'os- cillateur à quartz 84 ; un circuit détecteur 86 détecte L'équilibre obtenu par l'asservissement. Lorsque l'équilibre est obtenu, il fournit un signal de commande, d'une part, aux commutateurs 50 et 51 pour qu'iLs passent en position I et, d'autre part, au circuit-mémoire 75 pour que ceLui-ci fournisse en permanence la valeur de la grandeur électrique qui, appliquée à l'accès 14, donne la fréquence d'accord du filtre désignée par L'information appliquée à la borne 3 La figure 2 montre en détail un mode de réalisation préféré d'un circuit-mémoire 75.Pour ce circuit, on utilise un comparateur de fréquence 82 qui fournit un signal Logique pour indiquer si La fréquence du signal appliqué à L'une de ses entrées est plus grande ou pLus petite que celle du signal appliqué à L'autre entrée. Un tel comparateur de fréquence est décrit notamment à la référence suivante "Frequency comparator Uses iCs" de R. RICKS, EEE, Juillet 1967, pages 128 et 129. Ce signal logique de sortie du comparateur 82 est appliqué à La commande de comptage ou de décomptage d'un compteur-décompteur 90. Ce compteur-décompteur 90 compte (ou décompte) des impulsions à rythme lent fournies par un circuit d'horloge 92, si Le circuit 75 n'est pas mis en position de mémorisation ; pour cela, une porte "ET" 94 intercalée entre la sortie d'impulsions lentes du circuit d'horloge 92 et l'entrée dtimpulsion d'horloge du compteur-décompteur 90 est rendue passante par le signal de sortie du détecteur 86. Le circuit d'horloge 92 fournit aussi des impulsions à rythme plus rapide à un compteur 96 qui a la même capacité que le compteur-décompteur 90. Un comparateur 98 compare le contenu du compteur 96 avec celui du compteur-décompteur 90, le signal de sortie du comparateur est intégré par un circuit intégrateur 99 dont la sortie est reliée à l'accès 14. Le filtre de l'invention fonctionne de la manière suivante soit fo la fréquence affichée à la borne 3, fr la fréquence de l'oscillateur à quartz 84. Le nombre N est alors En prenant, par exemple, fr = 1kHz, la fréquence affichée, au kHz près, correspond au nombre N. Lorsque les commutateurs 50 et 51 sont pris en position II, une oscillation apparaît à la sortie 72, soit f la frequence de celleci. On admet que, par exemple, f Le comparateur 82 va fournir un signal indiquant que: f/N La tension de sortie du circuit intégrateur est donc proportionnelle au contenu du compteur-décompteur 90. Une tension plus élevée crée un courant de polarisation plus grand pour les bobines 12, 22, 32, de sorte que leur inductance va diminuer, ce qui fera croître La fréquence f. Il arrivera un moment où la fréquence f/N deviendra supérieure à fr, alors le signal à la sortie du comparateur de fréquence 82 change de valeur ; ce changement de valeur est détecté par le détecteur 86 qui bloque le contenu du compteur-décompteur 90 en rendant non passante la porte 94. Les commutateurs 50 et 51 sont mis en position I. Pour bien comprendre le fonctionnement du circuit-mémoire 75, on a porté sur La figure 3, à la ligne (96), les variations du contenu du compteur 96. Le contenu de ce compteur progresse d'une unité tous les temps T en partant de O jusqu'à M. Si "n" est le contenu du compteur-décompteur 90, le comparateur 98 fournit un signal "1" (ligne (98) de la figure 3), tant que le contenu du compteurdécompteur 90 est supérieur au contenu du compteur 96, puis il fournit un signal "O" lorsque le contenu du compteur 96 passe à "n" jusqu'a atteindre M ; puis le signal de sortie du comparateur 98 prend la valeur "1" lorsque le compteur 96 passe à la valeur 0. Comme la durée de comptage du compteur 96 est (M + 1) T le signal de sortie du comparateur 98 garde la valeur "1" durant un temps nT de sorte que le rapport cyclique du signal de sortie du comparateur est n/ (M + 1) et est bien proportionnel au contenu du compteur-décompteur 90. Après intégration, on obtient donc une tension proportionnelle elle aussi au contenu du compteur-décompteur 90. On trouvera dans les références ci-dessous des bobines de self induction convenant pour l'invention. Certificat d'utilité français nO 2 049 995, Brevet d'invention français nO 2 205 718. Le détecteur 86 peut être réalisé par une bascule qui change d'état à chaque transition du signal du comparateur de fréquence 82. REVEND-ICATIONS : 1. Filtre passe-bande comportant une commande pour régler la fréquence centrale de sa bande passante, filtre muni d'une borne d'entrée pour recevoir les signaux à filtrer, d'une borne de sortie pour fournir les signaux filtrés, d'un circuit passe-bande comprenant au moins un élément réactif variable en fonction d'une grandeur électrique, une entrée, une sortie et un accès de réglage pour recevoir ladite grandeur, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de commutation à deux positions pour connecter dans une première position l'entrée et la sortie du circuit passe-bande avec respectivement ladite borne d'entrée et ladite borne de sortie et pour connecter dans une deuxième position l'entrée et la sortie du circuit passebande avec respectivement la sortie et l'entrée d'un circuit de couplage afin de constituer un circuit oscillant dont le circuit passebande constitue l'élément résonant, un circuit d'asservissement qui agit sur L'accès de réglage pour-asservir la fréquence du circuit oscillant sur la fréquence représentée par le signal appliqué sur ladite commande et un circuit-mémoire pour garder la valeur de la grandeur électrique appliquée audit accès lorsque le circuit de commutation passe de sa deuxième à sa première position. 2. Filtre passe-bande selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'asservissement comporte un diviseur de fréquence variable destiné à diviser la fréquence dudit circuit oscillant par le nombre défini par les signaux appliqués à ladite commande, un comparateur de fréquence étant prévu pour comparer la fréquence du signal de sortie du diviseur avec une fréquence de référence et pour fournir un signal de correction à l'accès de réglage par l'intermédiaire du circuit-mémoire. 3. Filtre passe-bande selon la revendication 1 ou 2 dans lequel l'asservissement comporte un comparateur de fréquence du type fournissant un signal logique pour indiquer le résultat de la comparaison entre la fréquence d'oscillation dudit circuit oscillant et la fréquence définie par Les signaux appliqués à ladite commande, caractérisé en ce que le circuit-mémoire comporte un compteurdécompteur muni d'une entrée pour recevoir des signaux de progression à cadence lente et d'une entrée de commande de comptage et-de dé comptage reliée à la sortie dudit comparateur, un compteur muni d'une entrée pour recevoir des signaux de progression à cadence rapide, un comparateur des contenus desdits compteur et compteur-décompteur, un circuit intégrateur pour intégrer des signaux de sortie de ce dernier sscomparateur et des moyens couplés au circuit de commutation pour figer le contenu du compteur-décompteur, lorsque le circuit de commutation passe de la deuxième à la première position.