Brevet FR2002104A1 — publié le 19691003

La présente invention concerne un montage électrique comprenant un élément amplificateur photosensible à commande électrique pour la réception de signaux optiques. On connatt déjà des montages lectriques qui utilisent des élfiments amplificateurs photosensibles et en particulier des phototransistors ou des phototransistors à effet de champ. Dans un tel montage qui fait par exemple l'objet du modèle d'utilité allemand 1.974.076, on a associé un phototransistor et un second transistor de manière à obtenir un circuit basculeur qui change d'état chaque fois que le phototransistor, qui est sensible à la lumière, est touché par des signaux lumineux de courte durée, de telle sorte qu'une impulsion électrique de sortie soit délivrée pour chaque impulsion lumineuse reçue. La lumière continue qui atteint également le phototransistor - elle est par exemple fonction de la luminance ambiante dans laquelle se trouve le montage est compensée en fonction du signal de sortie en réglant le point de travail du phototransistor au moyen d'un potentiomètre.Ce point de travail du phototransistor, qui est déterminé chaque fois pour une valeur donnée de la lumière continue, s'avère toujours insuffisant lorsque l'intensité de la lumière continue n'est pas constante dans un intervalle de temps plus ou moins long. De plus, de tels montages présentent la difficulté qutil est impossible de régler de façon suffisamment précise la sensibilité de réponse des phototransistors à l'aide du potentiomètre faisant office de résistance de collecteur variable, lorsque la lumière continue est très forte par rapport à une intensité relativement faible des impulsions lumineuses à traiter. Il appartient à la présente invention de créer un montage penoettant une réception et un traitement parfaits d'impulsions lumineuses mkne dans le cas où l'intensité de ces impulsions lumi neuses est faible par rapport à l'intensité de la lumière continue reçue en mOrne temps et que l'intensité de la lumière continue varie pendent la durée de réception des impulsions lumineuses, tout en pouvant devenir suffisamment forte pour provoquer la saturation d'une cellule photo-électrique de type classique. Xn partant d'un montage comprenant un élément amplificateur sensible à la lumière et à commande électrique pour la réception de signaux lumineux, on atteint le résultat recherché par l'inven- tion en prévoyant pour l'élément amplificateur un circuit de contre-réaction électrique par lequel on applique à l'élément amplifi cateur une tension de contre-réaction augmentant avec l'intensité de la lumière continue mais indépendante de ltintensité des impur~ sions lumineuses, afin de stabiliser le point de travail de l'élé- ment amplificateur. Gracie à un tel montage électrique, on applique à l'électrode de commande électrique de l'élément amplificateur sensible à la lumière une tension de contre réaction dont la valeur ne dépend que du signal de sortie de l'élément amplificateur résultant de la lumière continue, alors que le signal de sortie engendré par les impulsions lumineuses reçues par l'élément amplificateur reste sans effet sur la tension de contre-réaction. Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, on utilise comme élément amplificateur un phototransistor à effet de champ. Un tel phototransistor à effet de champ présente par rapport au phototransistor classique l'avantage d'un retard minimum de ltimpul- suite sion de sortie émise/a la réception d'une impulsion lumineuses De plus, le courant inverse est pratiquement nul à ltétat bloqué. Dans ce mode de réalisation préféré du montage de 1 2iiwention, la tension de sortie du phototransistor à effet de champ est comparée à une tension de référence dans un amplificateur différentiel dont le signal 'différence" est appliqué, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas, comme tension de contre-réaction à l'électrode de commande du transistor à effet de champ. La sortie du phototransistor à effet de champ est reliée à la sortie du montage par l'intermédiaire d'un filtre passe-haut. Le point de travail du phototransistor à effet de champ peut ttre déterminé au moyen de la ten- sion de référence servant à la comparaison.Le filtre passe-bas disposé entre la sortie de l'amplificateur différentiel et l'élec- trode de commande du transistor à effet de champ permet le passage de la tension de contre-réaction produite par la lumière continue atteignant le photo transistor à effet de champ. Le filtre passehaut entre la sortie du phototransistor à effet de champ et la sortie du montage ne laisse passer que la composante du signal de sortie engendrée par les impulsions lumineuses atteignant le phototransistor à effet de champ. Pour mieux comprendre l'objet de l'inventiont on va en décrire à titre indicatif et non limitatif un mode de réalisation représenté sur le dessin annexé Un transistor à effet de champ T sensible à la lumière est branché de Panière qu'une de ses électrodes soit reliée à une source de tension positive par l'intermédiaire d'une résistance de charge R2 et que l'autre électrode soit reliée à la terre par une résistance R L'électrode de commande du transistor à effet de champ T est reliée par une première résistance R1 à un condensateur C1 dont l'autre borne est reliée à la terre et par une seconde résistance R5 à la sortie d'un amplificateur différentiel T1. Les entrées de l'amplificateur différentiel V1 sont reliées à la sortie donnant sur la résistance R2 du transistor à effet de champ r et à un point de jonction se trouvant entre une résistance R4 et une diode Zener Z, la résistance R4 et la diode Zener Z se trouvant placées entre le pdle positif d'une source de tension d'alimenta- tion et la terre. La sortie du transistor à effet de champ T est en outre reliée par un condensateur C2 à ltentrée d'un amplificateur de sortie V2 dont la sortie est identique à la sortie du montage. Lorsque de la lumière continue atteint le transistor à effet de champ, il se produit aux bornes de la résistance de charge h une différence de potentiel continue qui est comparée dans l'amplificateur différentiel V1 à la tension de Zener de la diode Zener Z. Par l'intermédiaire des résistances R3 et R1, la différence des deux tensions est appliquée à l'électrode de commande du transistor à effet de Ehastp en guise de tension de contre-réaction, de manière que celui-ci reste bloqué jusqu'8 ce que la tension de sortie engendrée par la lumière continue soit égale à la tension de Zener de la diode Zener Z. Si le transistor à effet de champ reçoit simultanément la lumière continue et les impulsions lumineuses, celles-ci provoquent bien sftr à la sortie de l'amplificateur différentiel V1 des impulsions de compensation en tension qui ne peuvent cependant influencer l'électrode de commande du transistor à effet de champ T, étant donné qu'elles sont éliminées par les condensateurs C1. La mise en circuit du condensateur C1 entre les résistances R1 et R3 constitue donc un filtre passe-bas pour la liaison qui relie la sortie de l'amplificateur différentiel V1 à l'électrode de commande du transistor à effet de champ. Ces impulsions de commande e produisant à la sortie du transistor à effet de champ T parviennent par un condensateur C2, qui fait office de filtre passe-haut, à l'entrée de l'amplificateur de sortie V2 où elles constituent le signal de sortie montage, lequel signal dépend uniquement des impulsions lumineuses agissant sur le transistor à effet de champ. Gracie à la tension de contre-réaction qui dépend de l'ir: té respective de la lumière continue frappant le transistor à effet de champ et agit sur 1'électrode de commande du transistor à effet de champ sensible à la lumière, on parvient à obtenir une supr sion automatique de la composante formée par la lumière continue conformément aux exigences requises pour le bon fonctionnement du montage.Grace à la contre-réaction électrique, le transistor effet de champ ne perd rien de sa sensibilité aux impulsions s - mineuses existant en plus de la composante de lumière continue ess façon que ces impulsions sont parfaitement reçues et transmises sous forme de signaux de sortie, mOrne si l'intensité de la lumière continue est très élevée. Le montage suivant l'invention constitue donc une soluti qui permet de recevoir des impulsions lumineuses mêne si leur intensité est faible par rapport à celle de la lumière contez reçue simultanément. Les montages connus jusqu'à présent et uti- lisant des cellules photo-électriques ou des phototransistors phototransistors commandés, deviennent inaptes à recevoir des impulsions lumineuses dès que 1 'intensité de la lumière continue reçue simultanément suffisante pour provoquer la saturation des cellules photo-éleotriques, de façon que les impulsions lumineuses reçues en plus n'ont plus aucune influence sur le courant émis par les cellules photo-électriques. REVENDICATIONS 1. Pontage comprenant un élément amplificateur sensible à la lu mière et à commande électrique pour recevoir des signaux lu mineux, caractérisé par le fait que lton prévoit pour lsélé- ment amplificateur photosensible un circuit de contre-réaction V1, Rg, C1, Ri, par lequel on applique à ltélément amplifica teur une tension de contre-réaction augmentant avec l'intensi- té de la lumière continue mais indépendante de l'intensité des impulsions lumineuses, cette tension de contre-réaction stabi lisant le point de travail de l'élément amplificateur. 2. Pontage suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que l'élément amplificateur est un transistor à effet de champ T sensible à la lumière. 3.- Montage suivant les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la tension de sortie du transistor à effet de champ T est comparée à la tension de référence U dans un amplificateur z différentiel V1, dont le signal "différence" est appliqué par un filtre passe-bas R5, C1 à la base du transistor à effet de champ T sous la forme d'une tension de contre-réaction et par le fait que la sortie du transistor à effet de champ T est reliée par un filtre passe-haut C2 à la sortie du montage.