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Filtres à cristal.
L'invention concerne les filtres pour courant alternatif à haute fréquence et a pour but principal de produire des filtres à sélectivité très élevée.
Un circuit de filtre conforme à l'invention comprend des bornes d'entrée fournissant le courant à un circuit résonnant parallèle comprenantun enroulement primaire d'un premier transfor- mateur, un résonateur électro-mécanique et un condensateur série mis aux bornes de l'enroulement secondaire du premier transfor- mateur, l'enroulement primaire d'un second transformateur reliant le point commun au résonateur électro-mécanique et au condensa- teur à une prise intermédiaire sur l'enroulement secondaire du premier transformateur, un enroulement secondaire du second trans- formateur shunté par un condensateur, et des bornes de sortie @
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reliées aux extrémités de l'enroulement secondaire du deuxième transformateur.
Une forme d'exécution préférée de l'invention est représen- tée, à titre d'exemple, au dessin annexé dont l'unique figure est une représentation schématique d'un circuit utilisant un cristal piézo- électrique convenant comme filtre de fréquence, conformé- ment aux principes de l'invention.
Le dessin représente un circuit accordé d'entrée dont les bornes 1 et 2 sont reliées par un condensateur variable 5 et un enroulement primaire 4 d'un transformateur de préférence du type à air ou à noyau en poudre de fer, convenant aux hautes fréquences.
L'enroulement primaire 4 est bobiné directement sur un enroule- ment secondaire 5 dont le nombre de tours n'est qu'une petite fraction du nombre de tours du primaire 4.
L'enroulement secondaire 5 a une prise intermédiaire 6, qui peut être le point milieu, et est mise à la terre. Une extrémité de l'enroulement 5 est reliée, à un résonateur piézo- électrique 7 dont la fréquence de résonance est au centre de la bande passante de fréquences que le filtre doit transmettre.
De tels résonateurs piézo-électriques sont bien connus, et peu- vent être remplacés par d'autres vibrateurs électro-mécaniques, si les circonstances le demandent. L'autre extrémité de l'enrou- lement secondaire 5 est reliée par un condensateurs 8 au bout oppo- sé du cristal 7 et par un enroulement primaire 9 de transforma- teur, au point de mise à la terre de l'enroulement secondaire 6.
L'enroulement primaire 9 est associé à un enroulement secondaire 11 dont les extrémité sont reliées par un condensateurs 12.
L'enroulement secondaire 11 est bobiné directement sur l'enrou- lement primaire 9. Les bornes de l'enroulement 11 constituent les bornes de sortie 13 et 14.du filtre. Le transformateur aux enroulements 9 et 11 est aussi, de préférence, à air, et le nombre de tours de l'enroulement 9 est petit, comparé au nombre de tours
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de l'enroulement 11. Le circuit résonnant comprenant le condensa- teur 5 et l'enroulement primaire 4 sera accordé sur la fréquence naturelle du cristal 7. Le circuit résonnant comprenant le con- densateur 12 et l'enroulement secondaire 11 sera également accor- dé sur la fréquence naturelle du cristal 7.
Comme exemple précis, le condensateur 3 et l'enroulement primaire 4 peuvent être réglés de façon à résonner sur un méga- cycle, et le condensateur 12 et l'enroulement secondaire 11 peu- vent être réglés de manière à résonner sur la même fréquence.
L'enroulement 5 peut avoir huit spires et l'enroulement 9 quatre spires. L'enroulement 4 et l'enroulement 11 peuvent avoir chacun 120 spires. Le cristal 7 aura alors une fréquence propre égale à un mégacycle. Le rôle du condensateur 8 est de neutraliser la capacité du cristal 7 et de sa monture, et il peut être choisi d'une valeur telle qu'il joue ce rôle dans le pont dont les bras sont constitués, respectivement, par les deux parties de l'enrou- lement secondaire 5, le cristal 7 et le condensateur 8. Ce pont a une grande sélectivité et rejettera toutes les fréquences net- tement différentes de celle du cristal 7.
Suivant une méthode classique en courant alternatif, les pertes dans le circuit d'entrée 3,4 et le circuit de sortie 11, 12 peuvent être représentées par des résistances en série avec le chemin suivi par le courant, allant de la prise 6 à l'extrémité inférieure de l'enroulement primaire 9.
La résistance r1 équi- valente aux pertes de l'enroulement primaire d'un transforma- teur tel que 4-5, peut être reporduite au secondaire par une résistance r2 plus faible dans le rapport du carré du rapport du nombre de spires secondaires (w2) au nombre de spires pri- maires (w1), c'est-à-dire r2 = r1 (w2) . Comme la partie de w1 circuit comprenant le condensateur 8 et la partie de l'enroule- ment secondaire 5 en-dessous de la prise 6, est simplement par- courue par un courant de compensation de la capacité du cristal 7, @
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le courant de charge transmis par le filtre des bornes 1, 2 aux bornes 13, 14 peut être considéré comme circulant dans un circuit comprenant la partie supérieure de l'enroulement secon- daire 5, le cristal 7,
l'enroulement 9 et, en plus, une résistan- ce qui correspond aux pertes dans les cricuits résonnants 3, 4 et 11, 12 et dont la valeur est équivalente à la résistance dite réfléchie des deux circuits résonnants. On peut donc considérer que la résistance réfléchie est la résistance effective totale en série avec le cristal 7. Comme les enroulements de transfor- mateur 5 et 9 n'ont que peu de spires en comparaison de leurs enroulements associés respectifs 4 et 11, les résistances réflé- chies sont très faibles.
On peut déclarer à ce sujet, qu'un cristal de quartz du type dénommé "taille A T" a présenté un facteur Q réel de 7.000.
Là où, comme décrit ci-dessus, les rapports de transformation des transformateurs 4, 5 et 9, 11 sont suffisamment élevés pour qu'ils réfléchissent une résistance faible dans le circuit du cristal 7, celui-ci fonctionne dans un circuit dont l'impédance et la sélectivité sont déterminées, pour la très grande part, par les caractéristiques du cristal lui-même.
La description ci-dessus montre que l'invention procure un filtre qui présente une très grande sélectivité pour les fré- qu'ences des courants qu'il transmettra en quantités importantes.
Le circuit comprend des résonateurs électro-mécaniques, tels que des cristaux piézo-électriques dont la bande passante de fréquences est extrêmement étroite. Le facteur Q du circuit a une valeur anormalement élevée, comparée à celle des autres fil- tres comprenant des résonateurs électro-mécaniques.
Le principal avantage de l'invention consiste dans le fait que le nouveau type de filtre réduit au minimum l'influence, sur la bande passante de fréquences, de résistanceset d'autres pertes dues aux entrée et sortie du circuit de filtre.