Brevet FR2028068A1 — publié le 19701009

La présente invention concerne un convertisseur digital analogique et plus particulièrement un convertisseur .digital analogique qui utilise un amplificateur opérationnel et un réseau de résistances pondérées. Le développement rapide des systèmes de traitement de données digitaux de 5 faible prix dans le domaine de la commande de processus industriels et de l'acquisition de données a nécessité d'utiliser des systèmes de bas prix pour la conversion de" données digitales en données analogiques pour l'utilisation dans les calculs ultérieurs, pour l'affichage sur oscilloscope,'pour le tracé analogique et pour l'utilisation de signaux pour commander les processus physi-10 ques. lin convertisseur digitaï-analbgique convertit les signaux digitaux utilisés dans les ordinateurs de commande de processus en signaux analogiques capables de réaliser certaines fonctions de commande. A cause de l'utilisation du convertisseur digital-analogique avec un ordinateur il est souhaitable de réaliser la conversion aussi rapidement que possible tout en réalisant cette opé-15 ration avec une grande précision et une bonne fiabilité. Les convertisseurs digitaux~analogiques électroniques de l'art antérieur réalisant une opération de conversion avec une précision élevée et une grande vitesse nécessitent des composants relativement coûteux. Généralement, les convertisseurs digitaux-analogiques de l'art antérieur de ce type nécessitent un commutateur à transis-20 tor, "un pôle deux positions" pour chaque bit d'entrée et un couple de transistors précis complémentaires NPN-PNP est généralement nécessaire pour réaliser cette fonction de commutation. Les commutateurs dans les convertisseurs digitaux-analogiques de l'art antérieur servent à connecter les résistances de pondération respectives soit à la source de tension de référence, soit au potentiel 25 de masse suivant les données digitales d'entrée. Par conséquent, l'alimentation de tension de référence doit non seulement fournir une tension très précise mais aussi absorber le courant de charge de la moitié des transistors de commutation. Cette variation importante du courant de charge nécessite une alimentation de tension de référence compliquée particulièrement lorsque plusieurs 30 convertisseurs digitaux-analogiques partagent la même alimentation de tension de référence. De plus, les convertisseurs analogiques-digitaux de l'art antérieur nécessitent généralement deux alimentations de tension de référence de polarités opposées pour obtenir un signal de sortie bipolaire. Par conséquent, le principal objet de cette invention est de réaliser un 35 convertisseur digital analogique perfectionné qui utilise un amplificateur opérationnel et un réseau de résistances pondérés qui peut fonctionner à une vitesse relativement élevée avec une très bonne précision. Un autre objet de cette invention est de réaliser un convertisseur digital analogique perfectionné qui utilise un dispositif de commutation plus simple 40 qui donne un circuit bien moins coûteux. 69 41858 2 2028068 Un autre objet de cette invention est de réaliser un convertisseur digital-analogique ayant une source de tension de référence très simplifiée. En résumé, conformément à l'invention, on a réalisé un convertisseur digital-analogique (DAC) comprenant un amplificateur opérationnel ayant une borne 5 d'entrée sans inverseur, une borne d'entrée avec inverseur et une borne de sortie. Une impédance est couplée entre la borne de sortie de l'amplificateur et la borne d'entrée avec inverseur de l'amplificateur pour fournir un circuit de réaction et on utilise un réseau de résistances pondérées comprenant plusieurs, résistances ayant chacune une borne couplée à la borne munie d'un in-10 verseur de l'amplificateur et ayant l'autre borne couplée par. l'intermédiaire d'un moyen de commutation à un potentiel de référence. Une première tension de référence est couplée à la borne sans inverseur de 1 *amplificateur et une seconde tension de référence est couplée par l'intermédiaire d'une impédance de référence à l'entrée munie d'un inverseur de.l'amplificateur. On prévoit 15 des moyens pour actionner sélectivement le dispositif de comnutation suivant les signaux d'entrée digitaux ce qui fait qu'un signal analogique ayant une amplitude proportionnelle au signal d'entrée digital est fourni à la borne de sortie de l'amplificateur. Conformément à une autre réalisation de l'invention dans laquelle un 20 convertisseur digital analogique ayant un signal de sortie bipolaire peut être réalisé en utilisant une seule de tension de référence, un second amplificateur opérationnel est connecté comme amplificateur différentiel qui réalise des opérations de sommation et de soustraction. La sortie du premier amplificateur est amenée par l'intermédiaire d'un diviseur à résistances à-la borne d'entrée 25 sans inverseur du second amplificateur. La source de tension de référence est couplée à la borne d'entrée sans inverseur par l'intermédiaire de deux circuits distincts. Un premier circuit est constitué d'une résistance tandis que le second est constitué par un commutateur qui a deux positions possibles suivant la polarité des données digitales d'entrée. Ainsi la conversion des signaux 30 d'entrée bipolaires peut être réalisée facilement, en utilisant cette réalisation de l'invention. Ainsi on peut voir que l'on a réalisé un convertisseur digital analogique perfectionné qui utilise un montage simple de commutateurs. Ce circuit fournit une isolation totale de l'alimentation de tension de référence du. réseau de 35 résistances pondérées de sorte que le courant de charge provenant de l'alimentation de référence est constant indépendamment de l'état des commutateurs de tension. Le courant de charge constant provenant de l'alimentation de tension de référence, non seulement facilite la régulation de charge de l'alimentation mais aussi améliore la vitesse de réponse du convertisseur. De plus, on peut 40 obtenir des signaux de sortie bipolaires à partir des alimentations de tension 69 41858 3 2028068 de référence de même polarité. D'autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention ressortiront mieux de l'exposé qui suit fait en référence aux dessins annexés à ce texte qui représentent plusieurs modes de réalisation préférée de celle- La figure 1 est une représentation schématique d'un convertisseur digital-analogique conformément à l'invention. La figure 2 est une représentation schématique d^un convertisseur digital-analogique ayant un signal de sortie de courant conformément à l'invention. d'un convertisseur digital-analogique conformément à la présente invention dans lequel on réalise une opération bipolaire à partir d'une seule source de tension de référence. La figure 4 est une représentation schématique d'une réalisation de la 15 source de tension de référence utilisée dans le convertisseur digital-analogique de l'invention.. La figure 5 représente une réalisation du dispositif de commutation de tension utilisé dans le convertisseur digital-analogique de l'invention. Sur les. dessins est représenté un convertisseur digital-analogique com-20 prenant un amplificateur opérationnel 10 ayant une impédance de réaction 12 reliant la borne de sortie de l'amplificateur 10 à une première borne d'entrée de cet amplificateur. (Jn réseau de résistances pondérées 14 comprenant plusieurs résistances est utilisé. Dans les réalisations de l'invention représenr tées sur les dessins, on n'a représenté que quatre résistances. Cependant, le 25 nombre réel de résistances de sommation montées en parallèle est une question de choix et dépend de la résolution désirée. Plus le nombre des résistances en parallèle est grand, dans le réseau 14, plus la résolution du convertisseur est bonne. Une borne de chacune des résistances est couplée à la première borne d'entrée de l'amplificateur 10 et l'autre borne de chacune des résistances 30 est couplée à une tension de référence lorsque la résistance est sélectionnée par le commutateur , S2, S3 ou sélectionné. Un moyen 16 pour l'introduction des données est utilisé pour introduire les signaux d'entrée de donnée digitaux appropriés dans le convertisseur digital-analogique. Un dispositif de commande 18 fournit des signaux de commande appropriés pour actionner le 35 convertisseur digital-analogique. Un signal de commande transfère sélectivement les signaux d'entrée digitaux pour fermer les commutateurs S^, S^, ou sélectionnés qui correspondent aux valeurs du signal d'entrée digital pour coupler la résistance correspondante du réseau 14 à la tension de référence qui est égale au potentiel de la masse dans la réalisation représentée. Une 40 première source de tension de référence E est couplée à une seconde borne d'en5 ci. 10 La figure 3 est une représentation schématique d'une autre réalisation 69 41858 4 2028068 trée de l'amplificateur. Une seconde source de tension de référence E de même polarité que la source de référence E est couplée par l'intermédiaire K d'une impédance de référence 20 à la première borne d'entrée de l'amplificateur. Le fonctionnement de ce circuit donne un signal analogique à la borne de sortie 5 de l'amplificateur 10 ayant une amplitude proportionnelle au signal d'entrée digital. Dans une réalisation particulière de l'invention, fournissant un convertisseur analogique de 10 bits, on peut obtenir un temps de conversion de 10 micro-secondes et une précision de 0,1%. On peut démontrer que pour le circuit décrit la tension de sortie Vq est 10 la suivante : v.-S ' -c£) er ak !f m RA RA K"1 2 K où : En = tension de référence. K 15 C = Constante positive. A^ = représente les états posssibles du commutateur déterminés par les données digitales d'entrée. Lorsque A = 1 le Kième commutateur est fermé. IX Lorsque A = 0 le Kième commutateur est ouvert. K 20 2 R = valeur des résistances dans le réseau 14. Rp = impédance de réaction 12. R = impédance de référence 20. A n = nombre de bits des données digitales d'entrée. En choisissant Rp et R^ de même valeur et en choisissant la constante 25 C = 2 l'équation (1) devient : R Vn = E A -E- (2) K=1 2 R L'équation (2) represente un signal de sortie unipolaire avec une résolution de n bits. La valeur de R peut être choisie égale à 2R et la constante C peut i A 30 être choisie égale à 2 dans l'équation (1) pour produire la relation suivante : vo ■ "er 'Jt ER \ i I3) ^ R L'équation C3) représente un signal de sortie bipolaire avec une résolution de (n-1) bits. Dans ce -cas le bit le plus important devient le bit 35 de signe. Les deux équations (2) et (3) constituent des représentations exactes des données digitales codées binaires sous leur forme de tensions analogiques» Ainsi, on peut voir qu'un convertisseur digital analogique unipolaire ou bipolaire peut être réalisé en choisissant un rapport correct de l'impédance de réaction Rp et de l'impédance de référence Rft. 69 41858 5 2028068 Dans la réalisation de l'invention représentée sur la figure 1 l'amplificateur 10 comprend un amplificateur opérationnel ayant une première borne d'entrée avec inversion 22, une seconde borne d'entrée sans inversion 24 et une borne de sortie 26. Dans la réalisation représentée l'impédance de réac-5 tion 12 comprend une résistance couplée entre la borne de sortie 26 de l'amplificateur 10 et la borne d'entrée 22. Dans la réalisation représentée une première source de tension de référence E est couplée à la borne d'entrée 24 de l'amplificateur 10. Une seconde source de tension de référence E est HZ couplée par l'intermédiaire de l'impédance de référence 20 à la borne d'entrée 10 22 de l'amplificateur 10. Dans la réalisation représentée l'impédance de référence est constituée par une résistance. De même une borne de chacune des résistances constituant le réseau 14 est couplée à la borne d'entrée 22. La valeur des résistances successives 14 , 14, , 14 , 14_, constituant le réseau a b c d de résistances pondérées varie suivant un coefficient binaire dans la réali- 15 sation représentée, la résistance 14 ayant une valeur 2R, la résistance 14, a b ayant une valeur 4R etc... L'homme de l'art verra que les valeurs des résistances dans le réseau 14 peuvent varier suivant un autre code approprié. L'autre borne des résistances constituant le réseau 14 est couplée à un dispositif de commutation S , S , S , S qui peut être actionné de façon sélective pour 1 fc O T 20 coupler la résistance correspondante à un potentiel de référence en réponse au bit correspondant dans le signal d'entrée digital provenant de la source d'entrée digitale 16. Bien que les commutateurs S^, S2> S3 et soient représentés comme étant couplés à la borne des résistances 14 , 14, 14 , 14 , a b c d reliés au potentiel de masse, il est clair que les commutateurs peuvent aussi 25 bien être placés entre l'autre borne des résistances du réseau 14 et la borne 22 de l'amplificateur 10. Un dispositif de commande 18 produit des signaux servant à transférer les bits correspondants du signal digital d'entrée pour fermer sélectivement les commutateurs S„, S„, S_, S„. Pour les bits pour 12 3 4 lesquels il existe un 1 dans le signal d'entrée digital le commutateur est fer- 30 mé pour coupler la résistance correspondante 14 , 14, , 14 , 14 , au potentiel 3 D C □ de référence qui dans la réalisation représentée est le potentiel de masse. Pour les bits pour lesquels il existe un 0 dans le signal d'entrée digital le commutateur S , S , S , S est ouvert de sorte que la résistance corres- I Z pondante 14 , 14, , 14 , 14 , n'intervient pas dans la conversion, a b c d 35 Pour donner un exemple numérique particulier de la conversion pour la réalisation de l'invention représentée sur la figure on suppose que les composants ont les valeurs suivantes : Résistance 14 1000 ohms a Résistance 14,_ 2000 ohms b 40 Résistance 14 4000 ohms c 69 41858 6 2028068 Résistance 14. 8000 ohms □ Résistance 12 (Rp)... 1000 ohms Résistance 20 (R ] 500 ohms A Tension En.. 4 volts K 5 Tension E 2 8 volts K Tous les commutateurs étant ouverts comme représenté sur la figure, le Rc + RA signal de sortie du a la tension E est E . —g = 12 volts. Le signal R R RA R de sortie du à la seconde tension de référence E est -E -•=— = - 16 volts R2 R2 R. A puisque ER^ est couplé à la borne d'entrée 22. Par conséquent la tension de 10 sortie résultante estde - 4 volts. Il est à noter que le courant circulant dans la résistance de réaction 12 est de 8 milliampères et circule de la borne 22 à la borne 26. Ce courant reste constant et il est fourni par la seconde alimentation de tension de référence E . R2 En fermant certains des commutateurs S., S_, S , S , des courants supplé- I 4— 3 *T 15 mentaires sont tirés de l'amplificateur 10 suivant les valeurs des résistances pondérées. Par exemple lorsque est fermé, l'amplificateur tire un courant de E /R soit 4 milliampères 2 milliampères lorsque S est fermé - 1 K Trâ 2 milliampère lorsque S est fermé -0,5 milliampères lorsque S est fermé. Ce courant vient de la borne de sortie de l'amplificateur 26, passe dans la 20 résistance 12, dans les résistances 14 sélectionnées, les commutateurs S„, S. 1 4 qui sont fermés et va à la masse. Ces courants sont détectés dans la résistance 12 et il en résulte que la tension de sortie de l'amplificateur change. Ces changements de tension sont aussi pondérés en binaire. Lorsque le commu- R tateur S„ est fermé la tension différentielle est E„ F » 4 volts - lorsque Vr" 14a 25 le commutateur est fermé elle est de 2 volts - lorsque le commutateur est fermé, elle est de 1 volt et lorsque le commutateur est fermé elle est de 0,5 volts. Il a été représenté précédemment que la sommation du courant en conséquence de la commutation des résistances fournit à la borne de sortie de l'amplificateur 10, un signal analogique qui est proportionnel au signal 30 d'entrée digital couplé pour actionner sélectivement les commutateurs. Le tableau ci-dessous représente la tension de sortie de la borne 26 du convertisseur représenté sur la figure 1 pour toutes les combinaisons de bits possibles des données d'entrée digitales. Pour un bit d'entrée 0 le commutateur correspondant est ouvert et pour un 1 le commutateur correspondant est fermé. 41858 7 2028068 TABLEAU I Bit d'entrée Sortie S. S„ S S. V (volts) 1 2 3 4 o 1D 15 0 0 0 0 - 4,0 0 0 0 1 - 3.5 0 0 1 0 - 3,0 0 0 1 1 - 2.5 0 1 0 0 - 2.0 0 1 0 1 - 1.5 0 1 1 0 - 1,0 0 1 1 1 - 0,5 0 0 0 0 0 0 1 + 0,5 0 1 0 + 1,0 0 1 1 + 1,5 1 0 0 + 2,0 1 0 1 + 2,5 1 1 0 + 3,0 1 1 1 + 3,5 20 Un des composants les plus coûteux dans le convertisseur digital-analogi que est la source de tension de référence à cause de la régulation de charge et de la précision nécessaires. La présente invention permet de simplifier la conception de la source de tension de référence en isolant cette source du réseau de résistances pondérées dans le circuit. En se référant à la figure 4, 25 on peut voir que l'alimentation de tension de référence simplifiée comprend une alimentation de tension non stabilisée V qui est couplée par l'intermédiaire d'une résistance 28 aux bornes d'une diode ZENER 30 au potentiel de la masse. Deux résistances de précision appariées 32, 34 sont couplées aux bornes de la diode ZENER 30. Les résistances 32 et 34 ont des valeurs choisies pour 30 fournir le rapport désirée entre E et E . Dans la réalisation représentée K HZ E est égale à deux fois E de sorte que les résistance 32, 34 sont d'égales R2 R valeurs. La borne 29 est placée entre les résistances 32 et 34 pour fournir E^ et la borne 31 sur l'autre extrémité de la résistance 32 fournit E^. Ainsi, on peut voir qu'une source de tension de référence simplifiée est ob-35 tenue puisque dans les convertisseurs digitaux-analogiques équivalents de l'art antérieur il faut généralement un régulateur de tenion pour obtenir la régula 69 41858 8 2028068 tion cfe charge nécessaire pour l'alimentation de tension de référence. Le circuit du convertisseur digital-analogique de l'invention présente l'avantage qu'il ne faut qu'un commutateur à un pôle et une position pour chaque bit du signal d'entrée digital. De plus, le commutateur est référencé par 5 rapport à la masse de sorte que la conception du circuit de commutation est simplifiée dans la mesure où un seul transistor peut réaliser la fonction de commutation. Les convertisseurs digitaux analogiques de l'art antérieur nécessitent deux transistors de commutation de tension complémentaires appariés pour chaque bit des données digitales d'entrée. Ainsi, on peut voir que le 10 convertisseur digital analogique de l'invention permet d'économiser n transistors commutateurs de tension pour un convertisseur digital analogique de n bits. Ceci constitue une économie importante puisque ces transistors sont les composants les plus coûteux du convertisseur digital-analogique. Un circuit de commutation qui peut être utilisé pour les commutateurs S , S , S , S dans I £ O f 15 le convertisseur digital analogique de l'invention est représenté sur la figure 5. Ce circuit comprend un transistor de commande 33 et un transistor 35 de commutation de tension. Le transistor 35 peut être constitué d'un transistor à effet de champ ou d'un transistor bipolaire. Le transistor 35 est couplé dans le mode inversé pour fournir une résistance faible et une faible 20 tension de compensation lorsque le transistor est rendu conducteur. Un signal obtenu à partir de la source des données digitales 16 est couplé à la borne d'entrée 37. Un signal de niveau haut rend conducteur le transistor 33 qui maintient le transistor 35 bloqué. Un signal de niveau bas sur la borne 37 bloque le transistor 33 et rend conducteur le transistor 35 pour coupler la 25 résistance correspondante 14 à la masse et ainsi ajouter la valeur de la tension analogique correspondante à la borne de sortie de l'amplificateur. Le commutateur pour la résistance 14q est représenté sur la figure 5 et il faut un commutateur analogue pour chaque bit des données d'entrée digitales. De nombreux dispositifs de commande et instruments électroniques utilisés 30 dans la commande de processus nécessitent un signal de courant continu comme signal d'entrée de commande. Pour obtenir un signal de sortie de courant lorsqu'on utilise un convertisseur digital-analogique classique il faut généralement un étage de conversion -tension-courant puisque le signal de sortie du convertisseur digital-analogique se présente généralement sous la forme 35 d'une tension. La réalisation de l'invention représentée sur la figure 2 sert à allier les caractéristiques fonctionnelles d'un convertisseur digital-analogique et d'un convertisseur tension courant en un seul circuit. Le fonctionnement bipolaire est obtenu en utilisant deux sources de tension de référence de 40 la même polarité. La réalisation du convertisseur digital-analogique comprend 41858 g 2028068 un amplificateur opérationnel 70 ayant une borne d'entrée sans inversion 74 et une borne d'entrée avec inversion 76 ainsi qu'une borne de sortie 78. L'-impédance de charge R^ est couplée de la borne de sortie 78 de l'amplificateur 70 5 à la borne d'entrée 76. Un réseau de résistances pondérées binaire 8 est placé dans le circuit de sorte qu'une borne de chacune des résistances du réseau est - couplée à la borne 76 de l'amplificateur 70. L'autre borne de chacune des résistances 8 , 8., 8,8. est couplée à un des commutateurs S„, S_, S„, S.. a b c d 1/Î34 Une source de signaux d'entrée digitaux 16 est couplée par l'intermédiaire 10 d'un dispositif de commande 18 pour fermer certains des commutateurs S^, S2» Sg, pour relier la résistance correspondante au potentiel de référence tel que le potentiel de la masse. La tension de référence E est connectée à la borne d'entrée 74 de l'amplificateur 70. La tension de référence ER2 est couplée par l'intermédiaire du commutateur 80 et de l'impédance de référence 15 82 à la borne d'entrée 76 de l'amplificateur 70. Le commutateur 80 est actionné sélectivement suivant le signe du signal d'entrée digital. Pour les signaux positifs le commutateur 80 est ouvert et pour les signaux négatifs le corrmu- tateur 80 est fermé de sorte que la source de tension E entre en jeu dans HZ la conversion. L'expression générale du courant de sortie I pour une combi- 20 naison de bits d'entrée est la suivante : E (C-1) n . E f . 1 ■ -A R „ » ç= A 4- 1,1 o o Rfl K . 1 2 R OU A représente l'état du commutateur de signe 80, lorsque A = 0, le o o JE commutateur de signe est ouvert et on a un signal de sortie positif. Lorsque Aq = 1, le commutateur de signe est fermé et on a un signal de sortie négatif. E = la tension de référence. H R = L'impédance de référence 82 A 30 A„ représente les états possibles des commutateurs déterminés par les t\ données digitales d'entrée. Lorsque A = 1, le commutateur K est fermé. Lors- que h = 0, le commutateur K. est ouvert. K C = Constante positive K ^ 2 R = représente la valeur des résistances dans le réseau 8. 35 L'impédance de sortie du convertisseur est relativement élevée à cause de la réaction de courant. L'impédance de sortie RQ est approximativement égale à R = A , x R (5) o oL n où 40 A = gain en boucle ouverte de l'amplificateur 70. oL 69 41858 10 2028068 R = résistance équivalente entre la borne 76 et la masse. n • ' • . • Ainsi, on peut voir que l'on obtient un fonctionnement bipolaire suivant la position du commutateur de signe 80. Comme dans les autres modes de fonctionnement, le signal d'entrée digital est relié aux commutateurs S^, S^, S^, 5 et les commutateurs sont soit fermés soit ouverts suivant les bits corres pondants de l'entrée des données digitales. Les commutateurs sont commutés sélectivement suivant les données d'entrée digitales de sorte qu'il est fourni un courant dont l'amplitude.est proportionnelle au signal d'entrée digitale. La majorité des dispositifs de commande et instruments électroniques utilisés 10 actuellement dans la commande de processus nécessite seulement un signal de sortie de courant positif. Dans ce cas, la source de référence E , le commu- '• . . RZ tateur de signe 80, l'impédance de référence 82 peuvent être omis. Cette réalisation possède les mêmes avantages que celle décrite précédemment en ce qui concerne l'isolation de la source de référence des commutateurs 15 de tension,le réseau de résistances et le commutateur simple à un pôle et une position. Cette construction améliore la vitesse du convertisseur et simplifie la conception de la source de tension de référence et des commutateurs de tension. La réalisation de l'invention représentée sur la figure 3 sert à obtenir 20 le fonctionnement bipolaire tout en n'utilisant qu'une seule source de tension de référence. Cette réalisation comprend un amplificateur opérationnel 40 ayant une borne d'entrée sans inversion 44, une borne d'entrée avec inversion 46 et une borne de sortie 48. Une impédance de réaction 42 est reliée entre la borne de sortie 48 de l'amplificateur 40 et la borne d'entrée 46. Un réseau de résis- 25 tances pondérétes- binaire 38 est couplé de sorte qu'une borne de chacune des résistances du réseau soit couplée à la borne 46 de l'amplificateur 40. L'autre borne de chacune des résistances 38 , 38L, 38 , 38 , est couplée à un des com- a b c d mutateurs S , S , S , S . Une source de signaux d'entrée 16 est couplée par I Z «J T l'intermédiaire du dispositif de commande 18 pour fermer sélectivement certains 30 des commutateurs S , S2» Sg, pour relier la résistance correspondante au potentiel de référence. La tension de référence ER est connectée à la borne d'entrée sans inversion 44 de l'amplificateur 40. La tension de sortie e^ sur la borne de sortie 48 de l'amplificateur 40 est égale à : 35 5" B1 = ER + K=1 ER \ ^KR C6) où E = tension de référence R - A^ représente les états des commutateurs déterminés par les données 69 41858 11 2028068 digitales d'entrée. Lorsque A égale 1 le commutateur K est fermé. Lorsque IN. égale 0 le commutateur K est "ouvert. = impédance de réaction 42 2 R = valeur de la résistance dans le réseau 38. 5 Un second amplificateur opérationnel 50 est connecté comme amplificateur différentiel. La sortie de l'amplificateur 40 est couplée au réseau diviseur comprenant les résistances 52, 54 et à l'entrée sans inversion 54 de l'amplificateur 50. La résistance 52 a une valeur R et la résistance 54 a une valeur R/2. Les résistances 56, 58 et 66 valent aussi R. La résistance 66 cons-10 titue la réaction partant de la borne de sortie 68 et allant à la borne d'entrée 62 de l'amplificateur 50. La tension de référence En est couplée à la borne d'entrée avec inversion 62 de l'amplificateur 50 par deux circuits distincts. Un circuit de connexion direct du potentiel de référence E èst K réalisé par la résistance 56 à la borne 62 de l'amplificateur 50. Le second 15 circuit pour la tension de référence E comprend la résistance 58 et le commutateur 60. Le commutateur 60 est un commutateur de signe et il est réglé suivant le bit de signe du signal d'entrée digital pour fournir un fonctionnement bipolaire du convertisseur bipolaire digital analogique. Lorsque le commutateur 60 est dans la position représentée sur les dessins la tension 20 sur la borne de sortie 68 de l'amplificateur 50 est positive. Lorsque le commutateur 60 est dans l'autre position la tension de sortie provenant de l'amplificateur 50 est négative. Lorsque le commutateur 60 est dans la position représentée sur le dessin la tension de sortie e^ sur la borne 68 de l'amplificateur 50 est égale à la différence entre l'entrée e^ sur la borne 25 48 et la tfension de référence ED puisque l'amplificateur 50 est connecté sous forme d'un amplificateur différentiel classique. e = e - E C7) o 1 R En remplaçant e^ dans l'équation 7 par sa valeur donnée par l'équation 6 on obtient : n RF 30 e Er A ~y~ (8) K=1 2 R Lorsque le commutateur 60 est dans l'état opposé par rapport à celui représenté sur les dessins, la tension de référence E est connectée par l'inter- R médiaire de la résistance 58 à l'amplificateur 50 comme troisième signal d'entrée. Cette addition constitue un autre terme de - E à la sortie de l'ampli- K 35 ficateur pour produire : ••■■s Les équations (8) et (9) sont des représentations exactes des données d'entrée digitales codées en binaire sous forme d'une tension analogique. L'équation 69 41858 12 2028068 Cfl) constitue le signal de sortie pour un signal positif et l'équation (9) constitue le signal de sortie pour un signal négatif. Les données d'entrée pour une sortie négative doivent se présenter sous la forme du complément à 2. 5 Ainsi, on peut voir qu'on a réalisé un convertisseur digital-analogique qui fournit un signal de sortie bipolaire avec une seule source de tension de référence. Cette réalisation possède les mêmes avantages que celle décrite précédemment en ce qui concerne l'isolation de la source de référence, par rapport au commutateur de tension et au réseau de résistances et par le fait 10 qu'on utilise un simple commutateur à un pôle et une position. Cette construction permet d'améliorer la vitesse du convertisseur et simplifie la conception de la source de tension de référence et des commutateurs de tension. L'homme de l'art verra que l'on peut réaliser un convertisseur analogique digital à approximations successives à partir du convertisseur digital-analo-15 gique de l'invention. Ceci est réalisé en couplant la sortie du convertisseur digital-analogique comme entrée d'un comparateur qui reçoit sur son autre entrée une tension inconnue. La sortie du comparateur est couplée par des circuits de commande logique appropriés à l'entrée des signaux digitaux du convertisseur digital analogique et on fait des approximations successives 20 de cette manière, jusqu'à ce que l'on obtienne la précision désirée. Bien que l'on ait décrit dans ce qui précède et représenté sur les dessins les caractéristiques essentielles de l'invention appliquées à un mode de réalisation préféré de celle-ci, il est évident que l'homme de l'art peut y apporter toutes modifications de forme ou de détail qu'il juge utiles sans 25 pour autant sortir du cadre de ladite invention. 41858 13 2028068 REVENDICATIONS 1. Convertisseur digital-analogique pour produire un signal de sortie analogique proportionnel à la grandeur d'un signal d'entrée numérique, comprenant : - un premier amplificateur ayant une première et une deuxième bornes d'entrée et une borne de sortie ; une impédance de réaction connectée entre ladite borne de sortie et ladite première borne d'entrée ; une impédance de référence ; et plusieurs moyens de commutations ledit convertisseur étant caractérisé en ce qu'il comporte : - plusieurs résistances pondérées connectées sélectivement entre ladite première borne d'entrée dudit premier amplificateur et un potentiel de référence, par les dits moyens de commutation, - des moyens de commande pour commander les dits moyens de commutation suivant les différentes valeurs numériques d'entrée de façon à connecter les résistances correspondantes. - des premiers moyens de connexion pour connecter une première tension de référence à ladite deuxième borne d'entrée dudit premier amplificateur, - des seconds moyens de connexion pour connecter une seconde tension de référence par l'intermédiaire de ladite impédance de référence à ladite première borne d'entrée dudit premier amplificateur. 2. Convertisseur digital-analogique selon la revendication 1 dans lequel les dites première et seconde tensions de référence sont de même polarité. 3. Convertisseur digital-analogique selon la revendication 1 dans lequel ladite impédance de réaction et ladite impédance de référence ont la même valeur. 4. Convertisseur digital-analogique selon la revendication 1 dans lequel la valeur de ladite impédance de réaction est égale à deux fois la valeur de ladite impédance de référence. 5. Convertisseur digital-analogique selon la revendication 1 comportant en outre : - une diode zener, - des moyens de tension pour exciter cette diode zener, - une première et une seconde résistances de précision, la valeur de la première résistance étant dans un rapport prédéterminé avec la valeur de la seconde résistance. 41858 14 2028068 - des premiers moyens de couplage pour connecter la première et la seconde résistances de précision en série aux bornes de ladite diode zener, - des seconds moyens de couplage pour :prerïdre ladite première tension de référence à là jonction de ladite première résistance de précision et de ladite seconde résistance de précision, - des troisièmes moyens de couplage pour prendre ladite seconde tension de référence à la jonction de ladite seconde résistance de-précision et de ladite diode zener. . 6. Convertisseur digital-analogique selon la revendication 1 comportant en outre : • : , - un commutateur pour connecter sélectivement ladite seconde tension de référence à ladite impédance de référence, - des moyens pour commander ledit commutateur suivant le signe du signal d'entrée numérique. . 7. Convertisseur digital-analogique pour produire un signal de sortie analogique proportionnel à la grandeur d'un signal d'entrée numérique comprenant un premier amplificateur ayant une première et une deuxième bornes d'entrée et une borne de sortie ; une première impédance de réaction connectée entre ladite borne de sortie et ladite première borne d'entrée dudit premier amplificateur j et plusieurs moyens de commutation ; ledit convertisseur étant caractérisé en ce qu'il comporte : - plusieurs résistances pondérées, connectées sélectivement entre ladite première borne d'entrée dudit premier amplificateur, et un potentiel de référence, par les dits moyens de commutation, - des moyens de commande pour commander les dits moyens de commutation suivant les différentes valeurs numériques d'entrée de façon à connecter les résistances correspondantes, - des premiers moyens de connexion pour connecter une tension de référence à ladite seconde borne d'entrée dudit premier amplificateur, - un second amplificateur ayant une première et une seconde bornes d'entrée et une borne de sortie, - une seconde impédance de réaction connectée entre ladite borne de sortie et ladite première borne d'entrée dudit second amplificateur, - des seconds moyens de connexion pour connecter ladite borne de sortie dudit premier amplificateur à ladite seconde borne d'entrée dudit second amplificateur, - une première et une seconde impédances de référence, - des troisièmes moyens de connexion pour connecter ladite tension de 41858 15 2028068 référence à ladite première borne d'entrée dudit second amplificateur par l'intermédiaire de ladite première impédance de référence, - des quatrièmes moyens de connexion pour connecter une borne de ladite seconde impédance de référence à ladite première borne d'entrée dudit 5 second amplificateur, - un commutateur pour connecter l'autre borne de ladite seconde impédance de référence audit potentiel de référence quand le signal d'entrée numérique est d'une première polarité et à ladite tension de référence quand le signal d'entrée numérique est de polarité opposée, de façon à obtenir un 10 signal analogique bipolaire proportionnel à la grandeur du signal d'entrée numérique, à ladite borne de sortie dudit second amplificateur. 8. Convertisseur digital-analogique selon les revendications 1 ou 7 dans lequel chacun des dits moyens de commutation comporte un transistor connecté en série avec la résistance pondérée correspondante, entre ledit potentiel 15 de référence et ladite première borne d'entrée dudit premier amplificateur. 9. Convertisseur digital-analogique selon les revendications 1 ou 7 dans lequel les dites résistances pondérées sont pondérées suivant la numération binaire.