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Comment ça marche ?

Radio-club F6KRK.
Les circuits réactifs

18 - Filtres à quartz en échelle

Après les généralités sur les filtres complexes les plus utilisés, nous allons voir deux
appli-cations avec des filtres à quartz en échelle. La particularité de ces filtres est de
comporter des quartz strictement identiques.

FILTRES À QUARTZ EN ÉCHELLE.
Parmi une quantité d'architec-
tures, on s'intéressera d'abord au
filtre à réponse de Butterworth,
le plus facile à réaliser pour un
radioamateur. Les quartz étant des
résonateurs série avec des réac-
tances très élevées, on utilisera une
structure en pi (couplage capacitif
en pied).
Voir sur la figure 4 le schéma élec-
trique équivalent d'un résonateur
à quartz.

Figure 2

et en phase ainsi qu'une méthode Réalisation du filtre : à partir de
de calcul à partir des paramètres Fo, de B et de C , on calcule Co
S
des quartz et un tableau de coef- et R (résistance de source et de
ficients dépendant du nombre de charge) ainsi que les Cn à partir
pôles. des coefficients K . Ensuite on
(1)
Dans la formule qui permet de effectue le câblage et un premier
Figure 1 calculer Co, le coefficient α varie contrôle. Si la bande passante
mesurée (Bm) n'est pas correcte,
un peu en fonction du nombre de on multiplie α par le rapport {B/
C , L et R sont des valeurs élec- pôles. Ce coefficient dépend prin- Bm}. Puis on réitère le processus.
S
S
triques dynamiques équivalentes. cipalement du type de filtre (ici
Noter la valeur extrêmement « Butterworth ») et en moindre L'examen de la courbe de réponse
faible de la capacité série C qui mesure de la capacité statique C en amplitude montre une dis-
P
S
a ainsi une grande réactance, ce et du Q à vide du quartz (X /R ). symétrie pour les fréquences
L
S
qui, avec une faible résistance Les Q des quartz ont d'autant plus supérieures. Cela résulte des réso-
série, procure un Q à vide très d'influence que le nombre de pôles nances parallèles (dues à Cp) qui
(2)
élevé (>25000, pouvant atteindre est élevé et que leur rapport avec amènent ici un nul à 10,022 MHZ .
500 000). le Q du filtre est faible. Les coeffi- Dans le cas d'un filtre BLU, on peut
C est la capacité statique entraî- cients correspondent ici au quartz mettre cela à profit pour diminuer
P
née par la métallisation des de la figure 1. La variation de α est le résidu de l'OL de transposition
connections et la mise en boîtier. surtout due à la capacité statique en HF (appelé à tort « porteuse ») en
Cette capacité va provoquer une C qui a d'autant plus d'influence utilisant le �ltre en BLU inf . Noter
(3)
P
résonance parallèle très proche de que le nombre de pôles est faible. la variation rapide de la phase dans
la résonance série (car C >>C ) et Noter que l'on a impérativement la bande ce qui indique un temps de
P
S
perturber la réponse du quartz uti- besoin de la valeur de la capacité propagation de groupe élevé (retard
lisé en �ltrage (détails en annexe 1). série dynamique qui est en général important). Mais comme elle est
FILTRE À RÉPONSE inconnue avec des quartz de récu- relativement linéaire, le retard est
sensiblement constant.
pération. Nous verrons dans le pro-
DE BUTTERWORTH. chain « Comment ça marche » une
Considérons la figure 2 qui repré- méthodologie pour caractériser les Important : nous avons vu que les
sente un filtre 4 pôles composé de paramètres d'un quartz inconnu. capacités de couplage ont pour
quatre quartz du type de la ���1 effet de modifier la fréquence de
avec les réponses en fréquence résonance des circuits oscillants.
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