BE434739A - - Google Patents

Description

  ARRANGEMENTS UTILISANT DES DISPOSITIFS

ELECTROMECANIQUES VIBRANTS

  
La présente invention concerne des arrangements utilisant des dispositifs électromécaniques vibrants électriquement excités, tels que des éléments piézoélectriques, et prévoit en particulier des modes de support et des structures unitaires de réseaux électriques utilisant de tels éléments.

  
Un des objets de l'invention est de prévoir des structures physiques de réseaux symétriques qui présentent un arrangement qui conserve les symétries électriques des structures théoriques corres
-pondantes.

  
Un autre objet de l'invention est de prévoir des structures de support multiple d'éléments électromécaniques vibrants particulièrement utilisables dans des structures de l'invention.

  
L'invention sera décrite dans le cas de réseaux filtrants mais toutefois elle est susceptible d'être appliquée dans le cas de réseaux électriques prévus pour d'autres buts.

  
Suivant l'une de ses caractéristiques l'invention prévoit des structures unitaires de réseaux électriques utilisant un certain nombre d'éléments d'impédance caractérisées en ce que les portions qui servent de supports aux dits éléments sont employées comme

  
moyen de mise sous écran des dits éléments d'impédance ou d'ensembles de ces éléments.

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention, des structures unitaires de réseaux électriques utilisant un certain nombre d'éléments d'impédance ont leurs portions servant de supports aux dits éléments établies de manière que les.dites structures unitaires réalisent physiquement les symétries électriques du schéma du réseau qu'elles incorporent.

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention, des struc
-tures unitaires de réseaux électriques ont les structures de supports de leurs éléments d'impédance employées comme moyen de mise sous écran relative pour conserver physiquement les symétries électriques du schéma du réseau incorporé par la séparation à la fois mécanique et électrique des dits éléments d'impédance ou de groupes de ces éléments.

  
Les éléments d'impédance des réseaux ci-dessus peuvent consister à la fois en des éléments d'impédance électriques, individuel
-lement mis sous écran ou non, et en des éléments d'impédance électromécaniques tels que des éléments piézoélectriques.

  
Un boîtier externe peut être ajusté sur les structures susmentionnées de manière à réaliser des unités protégées contre les  <EMI ID=1.1> 

  
influences extérieures à la fois physique et électriques.

  
Suivant une des caractéristiques de l'invention, une struc
-ture de filtre électrique peut comprendre quatre ensembles filtrants analogues consistant chacun en un élément d'impédance électromécanique, un circuit d'impédance électrique et des moyens de réglage pour ces impédances, les dits ensembles étant connectés deux à deux en opposition entre les extrémités de deux impédances de couplage termi
-nales dont les points milieux électriques sont directement connectés, un potentiel commun étant appliqué sur chaque connexion directe entre les deux ensembles opposés et à travers une impédance sur le point milieu de la connexion directe entre les impédances de couplage.

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention une structure de filtre peut comprendre deux sections filtrantes connectées en opposition par l'intermédiaire d'une impédance, chaque section consistant an une impédance de couplage dont chaque extrémité est connectée à des unités filtrantes analogues formées par un élément d'impédance électromécanique, un circuit d'impédance électrique,et des moyens de réglage de ces impédances,les dites unités filtrantes de chaque section étant semblables et les points milieux des impédan
-ces de couplage étant directement connectés à un potentiel commun auquel est également connectée l'impédance couplant les deux sections.

  
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, ces éléments électromécaniques peuvent consister en des cristaux ou plaques piézoélectriques, les impédances de couplage peuvent consister en des transformateurs équilibrés ou des bobines translatrices,le circuit

  
 <EMI ID=2.1> 

  
zoélectrique, et l'impédance interne peut consister en un élément résistant -reliant la connexion des points milieux des impédances de couplage au potentiel oornmun sus-mentionné,qui peut être celui de la terre : 

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention, chaque ensemble filtrant est blindé ou mis sous écran par rapport aux autres et par rapport à chaque élément de couplage d'une manière qui découle directement de la symétrie électrique de la structure du réseau.

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention,la structure de support des divers éléments peut être prévue de manière à réaliser elle-même cette mise sous écran.

  
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, un support d'élément piézoélectrique peut consister en deux plaques isolan
-tes entre lesquelles est serrée une pièce conductrice qui sert de connexion électrique, cette:' pièce présentant une saillie terminée en couteau, une autre pièce terminée en couteau étant disposée au-dessus de la première, la distance entre les deux pièces pouvant être réglée au moyen d'une vis agissant contre la pression d'un ressort plat fixé aux extrémités d'un bloc conducteur ou non pressé contre les dites plaques isolantes par des boulons. De cette manière la pression sur les lames piézoélectriques peut être réglée à la valeur optimum. Des pointes de centrage peuvent être prévues sur les couteaux.

   Les plaques isolantes peuvent consister en une substance suffisamment isolante telle que par exemple du quartz non piézoélectrique, les couteaux peuvent consister suivant la métallisation d'électrodes du cristal piézoélectrique soit en un métal tel que l'argent, soit en un métal doré par projection cathodique, le bloc et le ressort pouvant être en une substance telle que du laiton.

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention, deux supports de ce type sont axialement montés symétriquement l'un par rapport à l'autre à une extrémité d'une plaque et deux autres supports identiques sont de même placés à l'autre extrémité de la plaque,suivant un axe de la plaque de préférence. Cette plaque peut alors servie de plaque centrale à la structure de filtre complet et des cloisonnements perpendiculaires on non sont prévus pour délimiter des logements servant respectivement pour chacune des quatre unités filtrantes (élé. ments,électromêcaniques, éléments électriques), et chacune des deux impédances de couplage. De cette manière on obtiendra une structure unitaire dont chaque partie sera mise sous écran par rapport aux au- <EMI ID=3.1>   <EMI ID=4.1> 

  
Suivant une autre caractéristique de l'invention encore, deux écrans terminaux sont disposés sur des extrémités de la dite structure et un manchon de .même substance que les plaques écrans de la structure de support peut être enfilé sur la structure et scellé par exemple par soudure molle de manière à réaliser un bottier extérieur étanohe à l'air et à l'humidité. 

  
L'invention sera exposée plus en détail dans la description suivante en relation avec les dessins annexés dans lesquels.:
La figure 1 représente le schéma électrique d'un filtre à impédances électromécaniques suivant des caractéristiques de l'inven
-tion; 

  
Les figures 2 et 3 représentent en coupe et en plan respectivement une structure double de support de cristaux particulièrement utilisable- dans la structure du filtre complet représentée en élévation et en plan sur les figures 4 et 5,suivant certaines caractéristiques de l'invention.

  
La structure électrique d'un filtre suivant l'invention représentée sur la figure 1 comprend deux transformateurs symétriques équilibrés Tl et T2 connectés par l'intermédiaire de quatre selfs Ll, L2, L3, L4 à des éléments piézoélectriques tels que des cristaux

  
 <EMI ID=5.1>  à la terre le point milieu d'une connexion directe entre les points

  
 <EMI ID=6.1>  trie électrique de la structure étant ainsi réalisée*.

  
Les impédances des éléments électromécaniques vibrants, en combinaison avec leurs condensateurs et leur self série,sont telles 

  
 <EMI ID=7.1>  

  
coïncide avec l'une des fréquences de résonance de l'unité dont le

  
 <EMI ID=8.1> 

  
la structure schématique de la figure 1 laisse passer librement une bande délimitée de fréquences et présente une atténuation infinie pour deux fréquences voisines de la bande passante.

  
Les selfs Ll, L2, L3, L4 en série avec les éléments Ql, Q2,

  
 <EMI ID=9.1> 

  
à chaque extrémité de secondaires de transformateurs équilibrés-, et leurs résistances effectives entreront en jeu dans les terminaisons du filtre complet et ne présenteront ensuite aucun effet perturbateur. D'une autre manière, ces inductances peuvent être introduites en déterminant de manière appropriée les enroulements des transformateurs, et aucune inductance série n'est alors nécessaire. Chaque primaire

  
de transformateur doit être soigneusement mis sous écran par rapport au secondaire qui peut être formé par exemple au moyen d'un fil double torsadé bobiné symétriquement sur une carcasse magnétique,de manière à réaliser un équilibrage rigoureux des transformateurs.

  
Les capacités en parallèle avec les éléments piézoélectri-

  
 <EMI ID=10.1> 

  
04 ajustés avant le réglage du filtre ou étalonnés de manière à présenter des capacités précises. Par exemple des disques de quartz fondu ou de la substance isolante dénommée callite dont les deux faces sont métallisées avec de l'argent ou avec un autre métal peuvent être

  
 <EMI ID=11.1> 

  
un condensateur variable à air.

  
Dans la réalisation préférée de l'invention,les quatre éléments piézoélectriques et leurs éléments électriques respectivement associés sont réalisés de manière à être identiques en correspondance.

  
Suivant une caractéristique encore de l'invention,des filtre  de stru-cture schématique telle que celle représentée sur la figure 1 présentent'les principales dispositions de réalisation suivantes, à savoir que les quatre unités filtrantes sont blindées ou mises' sous écran les unes par rapport aux autres, que la disposition physique

  
du filtre est'symétrique par rapport aux deux transformateurs de couplage,et que les connexions entre les inductances et les transformateurs sont courtes, égales et symétriques. Ces principales dispositions sont réalisées dans la structure donnée à titre d'exemple sur les figures 4 et. 5.

  
Une telle structure utilise un montage de support d'éléments piézoélectriques comprenant une plaque centrale 10 portant axialement à ses deux extrémités les quatre supports de cristaux Si, S2, S3, S4. Ces supports sont disposés .deux à deux symétriques, leurs plans d'axe? longitudinaux étant communs. Les figures 3 et 3 donnent en coupe transversale médiane et en vue d'extrémité respectivement la disposition d'un ensemble symétrique de deux de ces supports.

  
Dans ces figures 2 à 5 les mêmes notations que dans la figure 1 seront utilisées pour désigner les divers éléments du filtre.

  
Se référant aux figures 2 et 3, la plaque de support 10 porte à une extrémité deux structures opposées de supports de quartz fi-

  
 <EMI ID=12.1> 

  
lames isolantes 11 sont appliquées des deux côtés de la plaque écran

  
10. Sur chaque plaque isolante 13 est serré un bloc 20 sur lequel est

  
 <EMI ID=13.1> 

  
écrou de serrage 17 monté sur une tête filetée d'une tige ]5. terminée en forme de couteau dont la position est réglable au moyen d'une molette 18 afin de serrer la lame de quartz Q. entre le couteau 15 et le couteau 14 fixé sur la lame conductrice 12. Chacune des tiges à couteaux 14 et 15 passe à travers des évidements aménagés à cet effet

  
 <EMI ID=14.1> 

  
électriquement à la masse c.à.d. connectés à la plaque écran 10 au moyen d'aune vis 23 et d'une cosse 24. Les structures de chaque sup-

  
 <EMI ID=15.1>  mentionné.

  
Une telle: structure de support de lampe piézoélectrique peut évidemment trouver des applications dans d'autres dispositifs que les filtres décrits dans le présent exposé. Elle pourra par exemple être avantageusement utilisée dans des structures d'oscillateurs à quartz.

  
La plaque de laiton ou plaque de blindage 10 pourvue à ses deux extrémités de structures de support tel que montré et décrit

  
 <EMI ID=16.1> 

  
4 et 5. Sur cette plaqua 10 sont montés symétriquement quatre cloismnnements 31, 32, 33, 34 présentant chacun une paroi de fond parallèle à l'axe longitudinal de la. plaque 10 et une paroi perpendiculai
-re à la dite plaque. De cette manière six compartiments sont formés, les quatre compartiments extrêmes servant respectivement'à loger chaque unité filtrante de la figure 1 et les deux compartiments centraux servant à loger les transformateurs de couplage et la résis <EMI ID=17.1>  extrémités de la structure, l'une 36 formant support pour le filtre et l'autre 35 portant une série de bornes de connexion 78 montées sur des blocs isolants 77 traversés par des broches conductrices 76 pour permettre la connexion des fils ou conducteurs du filtre.

   chaque structure de support de cristal étant identique à celles représentées sur les figures 2 et 3 ne sera pas décrite plus en détail et

  
 <EMI ID=18.1> 

  
côté de la plaque 10 dans les logements terminaux et symétriquement par rapport à la plaque 10 et à l'axe perpendiculaire de la structure sont montés des éléments d'inductance Ll, L2, L3, L4 pouvant être initialement réglés comme indiqué en 51, 52, 53, 54 et portés par des équerres de support 41, 42, 43, 44 fixées sur la plaque 10 de manière symétrique. Chaque élément d'inductance Ll à L4 porte à sa face arrière une plaquette de connexion 45, 46, 47, 48 sur laquelle sont fi
-xées des bornes telles que 79. Des condensateurs fixes Cl, C2, C3, C4 et des condensateurs variables C5, C6, C7, c8 sont fixés symétri- <EMI ID=19.1>   <EMI ID=20.1> 

  
réglés par rotation comme indiqué en 61, 62 tandis que les condensa-

  
 <EMI ID=21.1> 

  
moyen de tiges ou plaques servant à la fois de support et de connexion et se terminant d.'une part sur les plaques de fond des équerres 31 à 34 et d'autre part sur des bornes 80 portées par les condensateurs
05 à 08. Les transformateurs Tl et' T2 sont soudés dans les logements centraux,ce qui augmente la rigidité de l'ensemble et des entretoises <EMI ID=22.1>  transformateur T2. La résistance R2 n'est pas représentée mais; est supposée logée dans la partie située au-dessus du transformateur T2. Le transformateur Tl est de même pourvu d'un blindage individuel extérieur. Comme indiqué en 50, des blindages additionnels médians sent prévus dans les logements du milieu pour protéger les connexions des dits transformateurs et des ensembles d'unités reliées aux broches supérieures 78 d'une pa.rt et pour protéger les connexions des éléments

  
 <EMI ID=23.1> 

  
On voit que la structure qui vient d'être décrite présente par suite une symétrie par rapport à la plaque de blindage 10 et par

  
 <EMI ID=24.1> 

  
cet ensemble présente un troisième plan de symétrie réalisé par les axes longitudinaux des supports de cristaux individuels et des transformateurs et les pièces de blindage 50 des logements milieux. Ces sy <EMI ID=25.1>  filtre de la figure 1.

  
Il est clair que d'autres dispositions physiques de structure de filtres électriquement symétriques peuvent être réalisées, par exemple les. quatre compartiments logeant les unités filtrantes pourraient être disposés au centre de la structure, et deux compartiments extrêmes être réservés pour les transformateurs d'entrée et de sortie. Ou encore unseul compartiment extrême divisé en deux parties sous écran l'une par rapport à l'autre pourrait être prévu pour les deux

Claims (1)

1. transformateurs.

   comme sus-mentionné, une enveloppe extérieure ou boîtier

   en forme de manchon peut être enfilé sur la structure de manière à

   fermer complètement le filtre en coopérant avec les plaques 35 et

   36. Une soudure molle peut être prévue aux joints de ce manchon et

   des plaques 35 et 36 afin de réaliser un ensemble étanche à l'air et

   à l'humidité. Un tel ensemble sera également par nature de structure compacte et appropriés pour résister à des manipulations intempestives

   Comme sus-mentionné également, il est à remarquer que les

   diverses plaques de support formant les compartiments et les cloisons extérieures peuvent être toutes en une substance présentant la propriété d'écran'électrique,ce qui permet une mise individuelle sous

   écran des diverses parties de la structure du filtre les unes par

   rapport aux autres, chaque élément électrique (inductance,capacité, transformateur) étant de plus individuellement blindé ou mis sous

   écran par sa structure propre. Ces blindages ou cloisonnement servent également de prises à la masse telles qu'indiquées sur la structure schématique de la figura 1.

   L'invention a été décrite dans le cas d'un exemple particulier de réalisation mais il est clair qu'elle est s&sceptible de

   nombreuses modifications et adaptations conservant essentiellement

   une disposition physique dépendant de la symétrie électrique de la structure désirée et caractérisée par l'emploi des éléments de support

   pour réaliser les protections mutuelles contre les influences extérieures des différentes parties électriques de l'ensemble.

   REVENDICATIONS.

   1 - Structure unitaire comprenant un réseau électrique dans

   lequel des portions de la dite structure, servant à supporter des élé

   -ments d'impédance du réseau, sont aussi employées pour servir d'écran électrique .

   2 - Structure unitaire telle que revendiquée en 1, dans laquelle le,$. portions servant de support aux éléments d'impédance ont un <EMI ID=26.1> 3 - Structure telle que revendiquée en 1, dans laquelle les portions servant à supporter des éléments d'impédance sont ar-

   <EMI ID=27.1>

   -niquement et électriquement.

   4 - Structure telle'que revendiquée en 1, 2 ou 3, dans laquelle les dits éléments d'impédance comprennent à la fois des éléments électriques et des éléments électromécaniques.

   5 - Structure telle que revendiquée en 4, dans laquelle les dits éléments d'impédance électromécaniques consistent en éléments piézoélectriques.

   6 - Structure pour supporter des éléments d'impédance électromécaniques, comprenant une plaque servant d'écran électrique à laquelle sont fixées une série de paires de supports d'impédance, les.dits supports de chaque paire étant disposés sur le même axe,et à des distances égales sur des côtés opposés de la plaque,

   7 - Structure telle que revendiquée en 6, dans laquelle chaque paire de supports d'impédance est fixée à la plaque écran par un ensemble commun de boulons passant perpendiculairement à. travers la plaque..

   8 - Structure telle que revendiquée en 7., dans laquelle chacun deâ dits supports d'impédance comprend une' lame conductrice fixe e&#65533;une lame conductrice ajustable qui sont ,arrangées pour exercer une pression réglable sur un élément piezo-électrique placé entre ces lames.

   9 - Structure telle que revendiquée en 6, 7 ou 8, pourvue de cloisons transversales disposées perpendiculairement à la dite plaque écran sur chaque côté de celle-ci de manière à former des compartiments séparés formant écran pour les éléments d'impédance.

   10 - Filtre électrique comprenant une série d'unités connectées pour former un filtre symétrique électrique, dans lequel les unités sont protégées électriquement l'une de l'autre pour des écrans disposés symétriquement.

   11 - Filtre tel que revendiqué en 10, dans lequel les dits écrans sont aussi utilisés pour supporter les dites unités;. 12 - Filtre électrique comprenant quatre filtres unitaires semblables, comprenant chacun un élément d'impédance électromécanique et un élément d'impédance électrique, les dites unités étant con

   -nectées en pont avec des impédances d'entrée et de sortie ayant leur point milieu électrique directement relié, un potentiel commun étant appliqué aux points de jonction de chaque paire d'unités et à travers une impédance au point milieu électrique des dites impédances..

   13 - Filtre tel que revendiqué en 15, dans lequel les impédances électromécaniques sont des cristaux piézoélectriques.

   14 - Filtre tel que revendiqué en 12, dans lequel les dites impédances d'entrée et de sortie sont l'enroulement secondaire et l'enroulement primaire des transformateurs d'entrée et de sortie, les dits enroulements ayant leur point milieu électrique relié à

   la terre à travers une résistance commune.

   15 - Filtre tel que revendiqué en 12, 13 ou 14, dans lequel les dites unités: comprennent chacune une impédance électromécanique en série avec une inductance et shuntée par une capacité variés le .

   16 - Structure telle que revendiquée en 9, comprenant quatre compartiments extérieurs protégés, renfermant chacun une impédance électromécanique, et deux compartiments intérieurs protégés,renfermant des impédances d'accouplement.

   17 - Structure. électrique telle que décrite ci-dessus et telle que représentée sur les dessins ci-joints.

   RESUME.

   La présente invention concerne des arrangements utilisant des éléments électromécaniques vibrants électriquement excités,tels que des éléments piézoélectriques, et prévoit en particulier des modes de support et des structures unitaires de réseaux électriques utilisant de tels éléments.