Brevet FR2491283A1 — publié le 19820402

La présente invention concerne des transformateurs à circuit imprimé. Il est connu de réaliser des transformateurs mélangeurs à large bande destinés à des applications VHF en formant une piste primaire et deux pistes secondaires connectées en série sur une plaque de circuit, les pistes secondaires étant immédiatement adja- centes l'une à l'autre tandis que la piste primaire est située d'un côté de celles-ci. De tels transformateurs à circuit imprimé peuvent être rendus particulièrement compacts. Cependant, la configuration des pistes primaire et secondaires utilisée dans ces transformateurs à circuit imprimé connus exige l'utilisation de plaques de circuit à double face afin d'établir une connexion intermédiaire dans l'une des pistes secondaires. Ceci exige à son tour la prévision d'un trou plaqué afin d'assurer la liaison entre les deux faces de la plaque. L'utilisation de plaques de circuit à double face est onéreuse à cause de la difficulté de faire concorder d'une manière précise les pistes imprimées sur chaque face de la plaque, et la prévision de trous plaqués contribue en outre à accroître le coût. Un autre in- convénient que l'on a rencontré avec cette configuration connue résulte du fait que la piste secondaire qui comporte la connexion in- termédiaire diffère, du point de vue inductance et capacité de fuite, de la piste secondaire qui est imprimée totalement sur une face de la plaque. Puisque les deux pistes secondaires ne sont pas identiques, ceci peut rendre difficile l'équilibrage de la sortie du transformateur. Un but de la présente invention est de fournir un transformateur à circuit imprimé permettant de remédier ou tout au moins limiter les problèmes précités. A cet effet ce transformateur à circuit imprimé compre- nant une piste primaire et une piste secondaire, ces trois pistes étant adjacentes les unes aux autres et sensiblement parallèles, la première extrémité de l'une des pistes secondaires et la seconde extrémité de l'autre piste secondaire étant reliées à une source de potentiel commune, est caractérisé en ce que la piste primaire est disposée entre les pistes secondaires et toutes ces pistes sont imprimées totalement sur une face de la plaque de circuit imprimé. La source commune de potentiel constant constitue 249 1283 effectivement une prise centrale sur le secondaire défini par les deux pistes secondaires. On peut ainsi obtenir une sortie équilibrée à partir de ces pistes secondaires. De préférence, les pistes secondaires sont connectées à une zone conductrice imprimée commune qui est maintenue au poten- tiel précité, cette zone conductrice imprimée s'étendant en étant adjacente aux extrémités de toutes les pistes. La zone conductrice imprimée s'étend également parallèlement à au moins une portion de chacune des pistes secondaires de manière qu'un entrefer allongé soit défini entre la zone conductrice imprimée et au moins une par- tie de la longueur de chaque piste secondaire. La longueur effective de l'une des pistes secondaires ou de ces deux pistes peut être ré- duite, en vue d'ajuster le transformateur, en pontant une portion de l'entrefer entre cette piste et la zone conductrice imprimée, au moyen d'un matériau conducteur. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, une forme d'exécution de la présente invention en référence au des- sin annexé sur lequel: La figure 1 est un schéma d'un transformateur à circuit imprimé suivant l'invention. La figure 2 est un schéma électrique du transformateur de la figure 1. La figure 3 est un schéma électrique illustrant l'uti- lisation de transformateurs suivant l'invention dans un amplificateur VHF. Les figures 4 et 5 sont des schémas électriques illus- trant l'utilisation d'un transformateur suivant l'invention pour fournir des signaux déphasés de 18O0dans un instrument de mesure. Si on se référe à la figure 1, on y voit un transforma- teur mélangeur à large bande constitué par un circuit imprimé compre- nant une piste primaire 1 et deux pistes secondaires 2 et 3. La pis- te primaire 1 est située à égale distance des pistes secondaires 2 et 3, ce qui assure que le couplage entre la piste primaire 1 et chaque piste secondaire 2, 3 est le même. La connexion à la piste primaire 1 est réalisée par l'intermédiaire d'un contact non représenté jus- qu'auquel s'étend l'extrémité gauche 4 de la piste primaire 1, tan- dis que la connexion avec les pistes secondaires 2 et 3 s'établit par des contacts 5 et 6. 249 128 3 Les autres extrémités de ces trois pistes 1, 2, 3 sont reliées à une zone imprimée commune 7 qui est maintenue au potentiel de la terre. La zone imprimée 7 s'étend parallèlement à au moins une portion de chacune des pistes secondaires 2, 3 de manière à définir des entrefers 8, 9. Les longueurs effectives des pistes secondaires peuvent être réduites en mettant en court-circuit les entrefers 8, 9, au moyen de soudure. Cette disposition des pistes permet d'imprimer la tota- lité du transformateur sur une face de la plaque de circuit. Le transformateur peut être aisément ajusté de manière à obtenir le meilleur équilibrage et le meilleur rapport d'atténuation (adapta- tion à la charge) simplement en établissant des ponts de soudure en travers des entrefers 8, 9. Puisque la fréquence de fonctionnement du transformateur n'est pas déterminée par la longueur des pistes, ce transformateur peut être rendu aussi compact que cela est néces- saire, indépendamment de la fréquence de fonctionnement. La connexion de ponts de soudure en travers des entre- fers 8, 9 afin d'ajuster le transformateur est uniquement nécessaire lorsqu'un équilibrage très fin est exigé. Normalement les longueurs nécessaires des pistes secondaires qui sont décidées pendant le dé- veloppement d'une application particulière peuvent être produites avec une précision suffisante par les procédés classiques de pro- duction de circuits imprimés. La figure 2 montre un schéma électrique du transfor- mateur à circuit imprimé de la figure 1. Le primaire et le secon- daire du transformateur ainsi que leurs connexions sont affectés des mêmes numéros de référence que sur la figure 1. Le transformateur suivant l'invention peut être avan- tageusement utilisé pour des amplificateurs VHF à grande puissance et à large bande tels que ceux utilisés dans les systèmes de télé- vision par câble. De tels amplificateurs peuvent comprendre un pré- amplificateur dont les étages sont tous du type à sortie unique, ainsi qu'un amplificateur à puissance élevée dont les étages sont tous du type push-pull. L'amplificateur à puissance élevée exige un transforma- teur d'entrée et un transformateur de sortie qui peuvent être cons- titués tous les deux par des transformateurs suivant la présente invention. 24 9 1 28 3 Si on se référe à la figure 3, on y voit un amplifica- teur push-pull à puissance élevée. La sortie d'un pré-amplificateur à sortie unique 10 est appliquée à l'enroulement primaire 1 d'un transformateur du type décrit en référence à la figure 1. Les sor- ties des enroulements secondaires 2 et 3 du transformateur sont appliquées aux côtés respectifs d'un étage amplificateur à transis- tor du type push-pull représenté schématiquement par les blocs 11 et 12. La configuration de l'étage push-pull est classique et elle n'est donc pas décrite et représentée en détail. En outre, bien qu'un seul étage push-pull soit représenté, on utilise en pratique plusieurs étages connectés en cascade, par exemple quatre étages. Les sorties de l'étage ll et 12 sont reliées à l'enrou- lement 2, 3 à prise centrale d'un autre transformateur du type décrit en référence la figure 1, la sortie de l'amplificateur étant prélevée aux bornes de l'enroulement 1. L'utilisation d'un transformateur de sortie suivant l'invention permet d'éviter d'avoir à prévoir des circuits de réac- tion entre le dernier étage push-pull de l'amplificateur et le trans- formateur de sortie. Ces circuits de réaction sont prévus dans les systèmes connus antérieurement. Il est particulièrement avantageux d'éviter ces circuits de réaction dans les systèmes VHF car il est très difficile de commander les déphasages des signaux passant à travers eux. Si on se référe maintenant aux figures 4 et 5, on y voit un autre exemple d'application du transformateur suivant l'in- vention. La figure 4 représente une partie du- circuit- d'un appa- reil de test automatique destiné à mesurer la justesse de l'équi- librage d'inserts donnés utilisés dans un système de télévision par câble. Ces inserts comprennent des transformateurs et des circuits à impédance au moyen desquels les récepteurs des abonnés sont isolés du réseau à câbles de manière à réduire au minimum l'interférence mutuelle et à réduire également le transfert d'imperfections de l'impédance du récepteur vers le réseau. Une mesure de l'équili- brage de. l'insert est obtenue à partir du rapport entre les ten- sions de sortie obtenues lorsqu'on lui applique d'une part un si- gnal"push-pulll"et d'autre part un signal"push-push". L'appareil de test est agencé de manière à fournir ces signaux en utilisant un transformateur réalisé suivant l'invention 24 9 128 3 et représenté sur la figure 1, conjointement avec un dispositif de commutation comprenant des relais commandant des contacts 13, 14,15 et 16. Lorsque les contacts 13 et 16 sont fermés, on obtient une sortie du type push-pull, tandis que lorsque les contacts 14 et 15 sont fermés on obtient une sortie du type push-push. Le signal appli- qué à la borne d'entrée 17 peut être une onde porteuse ou une onde modulée en amplitude ou en fréquence suivant les caractéristiques du détecteur employé et qui est décrit ci-dessous. Les bornes de sortie 18, 19 sont connectées à l'insert soumis au test. L'insert et le détecteur auxquels les signaux de la figure 4 sont appliqués sont représentés sur la figure 5. Les signaux de test provenant des bornes 18 et 19 de la figure 4 sont appliqués à l'in- sert 20 par l'intermédiaire des bornes 21 et 22. Cet insert comprend un autotransformateur 23 dont l'enroulement est interrompu dans sa partie centrale pour permettre l'insertion d'un condensateur 24 dont la capacité (environ 2000 pF) est choisie de manière à présenter une impédance élevée aux fréquences audio et par contre une impédance faible aux hautes fréquences pour lesquelles il doit fonctionner. Ce condensateur 24 est nécessaire parce que les câbles transmettant les signaux de télévision transmettent également des programmes audio à un niveau de par exemple 55 volts. Si une partie appréciable de ces signaux audio était autorisée à passer à travers l'enroulement 23, son noyau en ferrite serait saturé magnétiquement et il cesserait alors d'agir en tant que transformateur. Le niveau du signal sélectionné devant être fourni à l'abon- né est déterminé par la position des prises de sortie 25 et 26 sur le transformateur 23. La portion ainsi sélectionnée du signal est trans- mise à travers une bobine d'arrêt bifilaire 27 dont le r8le est de réduire au minimum le courant push-push aux bornes de sortie 28, 29, c'est-à-dire d'améliorer l'équilibrage du dispositif. Les résistances et 31, de valeurs égales, définissent l'impédance de sortie de l'insert. 0 Pour pouvoir effectuer le test d'équilibrage il est nécessai- re de mesurer latension apparaissant aux bornes 28 et 29. A cet effet, on utilise un voltmètre 32 qui peut être un voltmètre à valve sen- sible ou un récepteur de mesure, c'est-à-dire un récepteur de com- munications avec un détecteur de tension calibrée. Dans le cas o une onde modulée en amplitude ou en fréquence est appliquée à la borne 17 de la figure 17, les bornes de sortie audio du récepteur de communications peuvent être appliquées à un millivoltmètre audio afin d'indiquer la quantité mesurée. L'équilibrage de l'insert 20 est mesuré en appliquant un signal équilibré à partir du circuit de la figure 4 (push-pull) aux bornes 21 et 22 et en notant la sortie enregistrée par le volt- mètre 32. Des signaux non équilibrés sont ensuite appliqués à partir du circuit de la figure 4 (push-push) aux bornes 21 et 22 et on note la sortie inférieure. Le rapport entre les deux tensions de sortie, exprimé en décibels, constitue une mesure de l'équilibrage de 1 tinsert. 24 9 1 2 8 3 REVENDICATIONS 1. Transformateur à circuit imprimé comprenant une piste primaire (1) et deux pistes secondaires (2, 3), ces trois pistes étant disposées adjacentes les unes aux autres et pratiquement paral- lèles, une première extrémité de l'une des pistes secondaires (2) et la seconde extrémité de l'autre piste secondaire (3) étant connectées à une source commune de potentiel (7), caractérisé en ce que la piste primaire (1) est située entre les pistes secon- daires (2 et 3) et toutes les pistes (1, 2, 3) sont imprimées en totalité sur une face de la plaque de circuit imprimé. 2. Transformateur à circuit imprimé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les pistes secondaires (2, 3) sont connec- tées à une zone conductrice imprimée commune (7) s'étendant en étant adjacente aux extrémités de toutes les pistes, cette zone conductrice imprimée (7) s'étendant également parallèlement à au moins une portion de chacune des pistes secondaires (2, 3) de manière à définir un entrefer allongé (8, 9) entre la zone con- ductrice imprimée (7) et au moins une partie de la longueur de chacune des pistes secondaires (3, 2), si bien que la longueur effective de l'une des pistes secondaires (2, 3) ou de ces deux pistes peut être réduite en pontant une portion de l'entrefer (8, 9) entre la piste (3, 2) et la zone conductrice imprimée (7) au moyen d'un matériau conducteur.