Brevet FR3002385A1 — publié le 20140822

La présente invention concerne un dispositif et un procédé de division par deux de la puissance d'un signal différentiel, permettant également par réciprocité de sommer deux signaux différentiels, avec une impédance d'entrée et de sortie constante, pour des applications en radiofréquences. Dans le domaine notamment de la conversion rapide analogique-numérique et numérique-analogique, par exemple les récepteurs HF/VHF à numérisation directe pour la guerre électronique, le besoin d'une très grande linéarité favorise l'utilisation de structures différentielles (symétriques), qui permettent par principe d'obtenir à la fois de faibles non-linéarités d'ordre pair et la réjection des parasites de mode commun. Le dédoublement des signaux peut aussi permettre, par rapport au cas asymétrique, de gérer des puissances crête plus élevées (6 dB) avec une même tension d'alimentation, et autorise alors une nette augmentation de la linéarité à puissance égale, notamment en réduisant les non-linéarités d'ordre 3. Afin d'obtenir de hautes performances, les structures différentielles prennent ainsi de plus en plus le pas sur les structures asymétriques, moins coûteuses mais plus limitées en performances. Dans l'art existant, la distribution d'horloges différentielles rapides, par exemple, est typiquement assurée par des circuits actifs, ajoutant un bruit de phase non négligeable à la sortie, encore augmenté par les éventuelles fuites depuis leur alimentation. Un dispositif passif comme celui proposé permet de limiter ces apports de bruit. L'invention est un dispositif différentiel passif de sommation / division de 25 puissance par deux, large bande, basé sur l'utilisation d'un transformateur d'impédance standard de rapport 1:1 à double point milieu, et dont le principe est utilisable notamment dans le domaine radiofréquence 1 kHz - 300 MHz. Les diviseurs / sommateurs de puissance deux voies passifs classiques 30 («power combiner / splitter»), pour la bande de fréquence considérée (jusqu'à 300 MHz environ), travaillent avec des signaux asymétriques et présentent typiquement la structure en T donnée en Figure 1. Ils sont constitués d'un autotransformateur (1) et présentent un rapport d'impédance 1:2 entre l'entrée et les sorties. La résistance de charge (2) permet d'assurer l'isolation entre les deux sorties en cas de désadaptation. Ce dispositif est réciproque, il peut être utilisé pour la sommation en phase de deux signaux. Pour passer en mode différentiel, on pourrait simplement utiliser deux de ces 5 dispositifs. Cependant, outre le surcoût, l'équilibre de la structure est limité par leur appariement. Le dispositif présenté Figure 2 permet d'effectuer cette opération et utilisant un unique noyau magnétique, permettant de conserver simplement une structure symétrique. Il est essentiellement constitué d'un transformateur d'impédance de 10 rapport 1:1 à double point milieu (3). Par principe, il impose, comme son homologue asymétrique, un rapport d'impédance 1:2 entre le port nommé « entrée » et les deux ports « sortie », qui, aux imperfections près, possèdent la même phase. Les deux résistances de charge (2) permettent d'assurer l'isolation entre les 15 deux sorties en cas de désadaptation. De la même manière que pour son pendant asymétrique, on peut obtenir une même impédance caractéristique sur les trois ports (ici notée Zo) en ajoutant un transformateur d'impédance (4) additionnel de rapport 2:1 sur. l'entrée, comme décrit sur la Figure 3. 20 Le dispositif est réciproque et permet la sommation (en phase ou en opposition de phase, selon le sens de branchement des paires différentielles) de deux signaux d'entrée vers une sortie. Un exemple d'application en tant que diviseur de puissance est présenté 25 Figure 4. Le dispositif est utilisé pour fournir des horloges à très bas bruit de phase à deux convertisseurs analogique-numérique (CAN) (5) à partir d'une source commune (6). Une autre application est présentée Figure 5. Deux dispositifs sont utilisés pour former un amplificateur double différentiel à partir de deux amplificateurs 30 différentiels similaires (7), afin d'obtenir de très faibles non-linéarités d'ordre paires (d'ordre 2 notamment). Ce type de structure est utilisable par exemple pour améliorer la linéarité des récepteurs large bande multi-octave à numérisation directe. REVENDICATIONS1 - Dispositif de sommation / division de Ruissance 3 ports en mode 5 différentiel comprenant un transformateur d'impédance de rapport 1:1 à double point milieu. 2 - Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'il comporte deux résistances de charge corrigeant les désadaptations. 3 - Dispositif selon la revendication 1 ou la revendication 2 caractérisé en ce qu'il comporte un transformateur d'impédance additionnel de rapport 2:1, afin d'obtenir la même impédance caractéristique sur les 3 ports différentiels. 10