Brevet FR2534758A1 — publié le 19840420

TETE HAUTE-FREQUENCE POUR RECEPTEUR DE TELEVISION La présente invention concerne des têtes hautes-fréquence pour récepteurs de télévision qui sont destinées à recevoir le signal radio-fréquence (VHF ou UHF) capté par l'antenne, l'amplifient et le transposent sur une fréquence intermédiaire (Fl > unique. Elle se rapporte, plus particulièrement, à des têtes haute-fréquence, appelées "tuners" dans la littérature de langue anglaise, de type superhétérodyne à conversion de fréquence unique. La plupart des récepteurs de télévision de l'état actuel de la technique sont munis de deux têtes haute-fréquence respectivement destinées à la réception des signaux des bandes VHF (I et 11) et UHF (IV et V), les unes étant situées au-dessous de -300 MHz (ondes métriques) et les autres au-dessus (ondes décimétriques), dont chacun comporte un étage mélangeur-transposeur. Dans certains types de "tuners" connus, le mélangeur VHF est utilisé en tant qu'amplificateur FI pour la réception UHF, cte-st-à-dire que son entrée est alors couplée à la sortie du mélangeur UHF.Il serait également possible de recevoir des signaux UHF en utilisant une double transposition vers le bas, le mélangeur UHF transposerait alors son signal de sortie vers une première fréquence intermédiaire prédéterminée et fixe, située dans la bande VHF, qui serait ensuite. transposée une seconde fois par le mélangeur VHF, pour une position du sélecteur de canal VHF prédéterminée. Il est bien connu d'utiliser, pour équiper des étages mélangeurs hétérodynes, des tubes à vide à grilles (triodes, pentodes, hexodes, heptodes ou "pentagrid"), des transistors bipolaires ou à effet. de champ et des diodes semi-conductrices à jonction, à contact en pointe dite "cristal" (pour les UHF et SHF) ou à barrière de Schottky (jonction métal-semiconducteur), par exemple. II existe également des étages dits "convertisseurs de fréquence" auto-oscillants dans lesquels l'oscillateur et le mélangeur ne comporte qu'un seul élément actif (à trois ou plusieurs électrodes) fonctionnant en oscillateur, le signal à transposer étant appliqué à son électrode de commande (base ou grille, par exemple) pour faire varier la polarisation de celle-ci (en utilisant la non-linéarité de sa caractéristique de transfert pour obtenir le produit). La figure 1 représente un schéma synoptique d'une tête hautefréquence ou radio-fréquence classique pour récepteur de télévision, qui utilise le mélangeur UHF comme premier étage d'amplification FI pour la réception de signaux UHF. Les antennes VHF 1 et UHF 2 sont réunies par leurs sorties à l'aide d'un dispositif (adaptateur d'impédance) non représenté, qui permet de combiner leurs signaux de sortie dans un câble coaxial 3 (ou bifiliaire) unique sans qu'elles soient désadaptées. Dans le récepteur ou en amont de ses entrées d'antenne, et les signaux VHF et UHF sont séparés à l'aide d'un dispositif d'aiguillage 4 composé de filtres passe-bas et passe-haut, par exemple, et respectivement aiguillés vers les entrées 5, 6 des tuners VHF 7 et Le tuner VHF 7 comprend en cascade un étage d'amplification radio-fréquence 9 et un premier filtre passe-bande sélectif 10, accordables. La sortie du premier filtre passe-bande 10 est couplée à l'entrée de signal 110 d1un premier mélangeur hétérodyne ou amplificateur Fl (pour l'UHF) 11 dont l'entrée d'onde locale d'hétérodynage 111 reçoit celle engendrée par un premier oscillateur local VHF 12 qui est accordable simultanément avec l'accord des éléments 9 et 10 situés en amont (les couplages de l'accord simultané ou de syntonisation A ont été indiqués par des tirets). La sortie du premier mélangeur 11 alimente à travers un second filtre passe-bande 13 accordé de façon fixe sur la fréquence intermédiaire (FI), la sortie Fil 14 du tuner. Le tuner UHF -8 comporte en cascade un second amplificateur radio-fréquence 15, un troisième filtre passe-bande 16 et un convertisseur (ou transposeur) de fréquence auto-oscillant 17 qui a été mentionné antérieurement, accordables simultanément (par la liai son mécanique ou électrique- B également symbolisée par des tirets). Le convertisseur 17 peut évidemment être remplacé par un mélangeur et un oscillateur UHF séparés. La commutation entre la réception VHF et UHF est effectuée à l'aide d'un double inverseur 18 qui, en position haute, réunit par son contact mobile 19, la sortie de l'oscillateur VHF 12 à l'entrée d'onde locale 111 du premier mélangeur 11 et par son second contact mobile 20, la sortie du premier filtre passe-bande 10 à l'entrée de signal 110 du premier mélangeur 11.En position basse, le premier contact 19 de l'inverseur double 18 réunit l'entrée 111 du premier mélangeur 11 à un circuit bouchon 21 accordé sur la fréquence intermédiaire, et le second contact mobile 20 réunit la sortie. du convertisseur''de fréquence UHF 17 à l'entrée 110 de ce mélangeur 11 de telle sorte qu'il ne constitue plus un mélangeur mais un premier étage d'amplification FI pour la réception en UHF, permettant de compenser le gain plus faible des transistors bipolaires classiques dans cette bande de fréquences. Il est possible d'agencer la commutation VHF/UHF de manières différentes que l'on peut retrouver dans la littérature ou ne la faire qu'en sortie des deux mélangeurs 11, 17, car les transistors bipolaires ou à effet de champ modernes présentent des gains par étage comparables en VHF en UHF. Toutefois, si l'on utilise en VHF un mélangeur à transistor et en UHF un mélangeur à diode unique ou à plusieurs diodes (équilibré), le- gain de conversion est supérieur dans le premier cas (VHF). La tête haute-fréquence, objet de l'invention, permet d'obtenir un équilibrage au moins approximatif des gains et des facteurs de bruit de voies VHF et UHF. Suivant l'invention, une tête haute-fréquence pour récepteur de télévision permettant de transposer des signaux reçus en bande VHF et UHF à une fréquence intermédiaire Fi unique, comprenant des voies VHF et UHF dont chacune comprend un amplificateur radio-fréquence de type passe-bande accordable, respectivement alimentés par les signaux captés par les antennes VHF et UHF, est remarquable notamment par le fait qu'elle comprend un mélangeur unique à diode recevant les signaux fournis par les voies VHF et UHF à travers un circuit de combinaison et l'onde engendrée par l'un des deux oscillateurs locaux VHF ou UHF, suivant la bande désirée, et alimentant un amplificateur ou filtre Fl de type passe-bande. L'invention sera mieux comprise et d'autres de ses objets, caractéristiques et avantages apparaîtront de la description qui suit et des dessins annexés s'y rapportant, donnés à titre d'exemple, sur lesquels: - la figure 1 est un schéma synoptique d'une tête haute-fréquence de l'état de la technique, décrite antérieurement; et - la figure 2 - est un schéma synoptique d'un mode de réalisation avantageux d'une tête haute-fréquence selon l'invention. Sur la figure 2, les mêmes éléments que ceux de la figure 1 ont été désignés par les mêmes numéros (repères) et ne seront plus décrits que dans leurs différences par rapport à celle-ci. Comme sur la figure 1, les antennes VHF 1 et UHF 2 alimentent un même câble 3 qui aboutit au séparateur de bandes 40 composé d'un filtre passe-bas (VHF) et d'un filtre passe-haut (UHF) pour respectivement alimenter les entrées 5 et 6 des voies VHF 70 et UHF 80. Sur la figure 2, les voies VHF 70 et UHF 80 ne comprennent chacune qu'un amplificateur radio-fréquence 90, 150 équipé d'un transistor à effet de champ bigrille (pour la commande automatique de gain) et un filtre passe-bande sélectif 100, 160 accordable. Les sorties respectives de ces filtres 100, 160 alimentent deux entrées d'un circuit de combinaison de signaux 200 des deux bandes, qui est composé de deux filtres, de préférence symétriques, dont l'un est de type passe-bas et l'autre de- type passe-haut (qui peut être à la rigueur un condensateur de faible capacité). La principale qualité de ces filtres doit être leur impédance de sortie (celle mesurée entre leurs bornes de sortie) élevée et une fonction de transfert inverse faible - (forte atténuation en sens inverse) en dehors de leurs bandes passantes respectives. Plus précisément, le filtre passe-haut doit présenter dans la bande VHF une très forte impédance de sortie et un gain de transmission en sens inverse (entre la sortie et l'entréè) très faible et le filtre passe-bas - doit présenter des qualités analogues en ce qui concerne la bande UHF. Les sorties de ces filtres sont reliées ensemble et constituent la sortie unique du circuit de combinaison 200 qui alimente l'entrée de signal 211 d'un mélangeur commun aux deux voies 210. Le mélangeur unique VHF/UHF 210 est équipé d'une diode à barrière de Schottky, dite diode de Schottky, prépolarisée en direct, contrairement aux mélangeurs UHF classiques qui utilisaient des diodes appelées cristaux (avec contact métal-semi-conducteur à pointe). Le couplage à l'oscillateur local VHF 120 est effectué par la même entrée 211 que celle du signal radio-fréquence, reliée à son anode, par l'intermédiaire d'une capacité 121 de faible valeur (ou d'un additionneur capacitif qui doit s'intégrer au filtre passe-haut du circuit 200). Le couplage à l'oscillateur local UHF 170 est, de préférence, inductive et symbolisée par une boucle 171 entourant connexion de l'autre électrode (cathode) de la diode Schottky 210 à la masse. Dans son mode de réalisation préféré, l'oscillateur UHF 170 comprend comme circuit oscillant une ligne de quart d'onde résonnante en micro-bande. La liaison entre la cathode de la diode Schottky 21 et la masse est alors également un tronçon de ligne de quart d'onde, orienté parallèlement à celle de l'oscillateur 170 et à faible distance de celle-ci, sans interposition de métal (la séparation est uniquement diélectrique), afin d'assurer un couplage suffisant entre eux, dans toute la bande de fréquences désirée. Le gain de conversion d'un mélangeur à diode 210 étant négatif, c'est-à-dire constituant une perte ou atténuation du signal (contrairement aux mélangeurs à transistors bipolaires ou TEF), il est nécessaire d'insérer un étage de préamplification Fl 130 entre lrentrée/sortie 211 du mélangeur 210 et la sortie 14 du "tuner" pour disposer sensiblement d'un même gain global qu'un "tuner" classique (voir figure 1). Toutefois, un transistor bipolaire ou TEF destiné à fonctionner à la fréquence intermédiaire 130 et une diode Schottky 210 avec ses deux oscillateurs locaux 120, 170 est moins coûteux qu'un transistor pour convertisseur de fréquence 17 ou mélangeur actif en UHF et un autre en VHF 10 avec son oscillateur local 12.La commutation VHF/UHF dans le circuit de la figure 2 peut se limiter à l'application alternée de la tension d'alimentation à l'un des oscillateurs locaux 120 ou 170 éventuellement complétée à celle de l'élément actif 90 ou 150 des voies 70 ou 80 en amont du mélangeur commun 210. L'expérience a montré qu'avec un "tuner" à mélangeur commun du type de celui de la figure 2, on obtient une plus grande uniformité du gain et du facteur de bruit en fonction de la fréquence (bandes I et II et UHF) ainsi qu'une intermodulation moindre et une meilleure reproductibilité des paramètres électriques (notamment en ce qui concerne la diode de Schottky dont la capacité à polarisation inverse, le courant direct - et le bruit propre présentent peu de dispersion). L'utilisation d'un mélangeur unique équilibré à deux ou quatre diodes de Schottky en demi-pont ou en pont, connu en soi, permet encore- d'améliorer les résultats. REVENDICATIONS 1. Tête haute-fréquence pour récepteur de télévision permettant de transposer des signaux reçus en bande VHF et UH-F- à une fréquence intermédiaire (FI) unique, comprenant des voies VHF (70) et UHF (80) dont chacune comprend un amplificateur radiofréquence de type passe-bande accordable, respectivement alimentés par les signaux captés par les antennes VHF (1) et UHF (2), caractérisée en ce qu'elle comprend un mélangeur unique à diode (210) recevant les signaux fournis par les voies VHF et UHF-(70, 80) à travers un circuit de combinaison (200) et l'onde engendrée par l'un des deux oscillateurs locaux VHF (120) ou UHF (170), suivant la bande désirée, et alimentant un amplificateur ou filtre FI de type passe-bande (13). 2. Tête haute-fréquence suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le circuit de combinaison couplant les sorties respectives des voies VHF (70) et UHF (80) à une sortie unique alimentant l'entrée (211) du mélangeur à diode, comprend des filtres dont l'un est passe-bas et l'autre passe-haut et dont les impédances de sortie respectives sont très élevées à l'extérieur de leurs bandes passantes respectives, afin de ne pas trop charger l'autre. 3. Tête haute-fréquence suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la ou les diodes équipant le mélangeur sont du type à barrière de Schottky. 4. Tête haute-fréquence suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la commutation entre les bandes VHF et UHF est effectuée notamment par la coupure de l'alimentation en tension de l'un des oscillateurs locaux (120, 170) et la polarisation prédéterminée (nominale) de l'autre. 5. Tête haute-fréquence suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le signal radiofréquence est appliqué à l'une des électrodes (211) de la diode Schottky (210) prépolarisée en direct, l'autre électrode étant galva niquement reliée à la masse, et en ce que l'onde locale d'hétérodynage UHF est appliquée à l'autre électrode par couplage inductif. 6. Tête haute-fréquence suivant la revendication 5, du type dans lequel le circuit oscillant de l'oscillateur UHF (170) est principalement constitué par un tronçon de ligne résonante en micro-bande, caractérisée en ce que le couplage inductif entre cet oscillateur (170) et le mélangeur à diode (210) est obtenu en réalisant la liaison entre l'autre électrode de la diode Schottky et la masse au moyen d'un autre tronçon de ligne analogue, parallèle au tronçon précédent et de même longueur que celui-ci, la séparation entre ces tronçons étant réalisée uniquement en matériau diélectrique.