Brevet FR2024965A1 — publié le 19700904

-L'invention concerne un amplificateur intermédiaire à tension continue avec un modulateur, un amplificateur à courant alternatif et un translateur à deux enroulements secondaires, à l'un desquels est connecté un redresseur qui fournit le signal de sortie, alors que sur l'autre est prélevé un signal de contreréaction renvoyé à l'entrée. Un tel amplificateur est décrit dans la documentation technique de la Société Hartmann et Braun sous le titre "Convertisseur de mesure électrique pour tensions continues et thermoélectriques et pour résistances type TEU 2". La tension de contre-réaction est obtenue dans cet amplificateur par redressement de la tension apparaissant aux bornes du deuxième enroulement secondaire. Si on veut qu'un tel amplificateur ait un coefficient d'amplification exactement défini, les deux redresseurs doivent être conçus pour travailler exactement de la même manière, en particulier les courants d'aimantation délivrés par les condensateurs de charge au translateur doivent être semblables ou rigoureusement proportionnels l'un à l'autre. L'invention a pour objet un amplificateur pour lequel, d'une part, on évite la chute de tension au condensateur de charge du redresseur sous l'influence du courant d'aimantation et dans lequel, d'autre part, on maintient constantes les chutes de tension provoquées par le courant d'aimantation ou de magnétisation aux résistances d'enroulement et aux commutateurs de redressement. La constance de ces chutes de tension est importante car ces dernières pourraient ne pas être égales ou ne l'être que partiellement pour toutes les conditions de fonctionnement à cause de la dépendance à la température du courant de magnétisation, de la non linéarité de la relation entre l'induction et l'intensité du champ et de la dépendance à la température des résistances de commutateur et d'enroulement. On arrive à satisfaire cette condition si, conformément à l'invention, l'enroulement primaire du translateur est attaqué par courant imprimé et que le deuxième enroulement secondaire est branché en série avec la source de tension d'entrée avec une polarité telle que la tension qui y est induite est en sens inverse de la tension à mesurer. Sur la figure est représenté schématiquement un exemple de réalisation, afin de permettre d'indiquer les avantages et les améliorations apportés par l'invention ainsi que de l'expliquer plus complètement-. Par les bornes d'entrée E on applique à l'amplificateur la tension à mesurer, à laquelle est opposée la tension de contre-réaction venant de l'enroulement W2 d'un translateur Ul. Le translateur U1 sert à translater le signal sans potentlel. Puisque les circuits couplés par induction ne peuvent pas translater les tensions continues on doit brancher un modulateur entre le circuit d'entrée et le circuit primaire du translateur. Ce modulateur, dans l'exemple de réalisation, est constitué par un transistor à effet de champ T1 qui transmet périodiquement à un amplificateur de tension alternative, la différence entre la tension à mesurer et la tension de contre-réaction. Le transistor T1 reçoit à son électrode de commande un signal de cadence appliqué à la borne T et amené à un translateur Ü2 en vue d'empêcher un couplage direct avec l'entrée. Les transistors à effet de champ, grâce à l'absence de tensions résiduelles dans l'état passant, peuvent être utilisés avantageusement comme modulateurs. Ce sont, comme les autres transistors, des composants commandés par des charges, dâns lesquels une charge est amenée ou enlevée pendant la commande par l'électrode de déclenchement ou de la base.Une partie de cette charge s'écoule par l'électrode de sortie du commutateur et y produit des tensions de pointe dont les amplitudes peuvent dépasser de plusieurs fois l'amplitude utile. Par exemple, pour les transistors à effet de champ, les amplitudes des tensions de pointe peuvent aller jusqu'à 10 V. Ces tensions de pointe perturbatrices provoquent un glissement de la valeur moyenne de la tension du signal envoyé périodiquement. Puisque c'est l'amplitude du signal utile vrai de tension nulle et non la tension de valeur moyenne qui est transmise, il existe le danger, Si l'amplificateur de courant alternatif branché en aval ne transmet pas la composante de tension continue, que le signal ;utile soit perdu à cause de l'écrêtage de l'amplificateur. A cause de cela l'amplificateur V ne comporte pas de couplage capacitif ou inductif des étages d'amplification.Avec le signal de sortie de l'amplificateur de tension V est commandé, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas R1, C1, un transistor TZ qui sert de transducteur courant-tension et dans le circuit collecteur duquel est branché l'enroulement primaire Wl du translateur Ul. En série avec l'enroulement 1 se trouve une résistance R2 à laquelle est envoyée la tension de régulation pour la stabilisation du point de fonctionnement des transistors de l'amplificateur V et du transistor T2. flans ce but, l'arplificateur V comporte un étage amplificateur différentiel auquel le signal de courant alternatif modulé est amene a une entrée et dont l'autre entrée est reliée à lenroulement lil au point de liaison de la résistance R2. La résistance de charge est formée, aux fréquences élevées, par le circuit série comportant l'inductance de fuite du translateur Ü1 et par la somme de la résistance d'enroulement, de la résistance R2 et de la résistance de charge de l'enroule- ment secondaire W3 du translateur U1. Aux fréquences élevées, ce circuit série est surtout inductif de sorte que les fréquences élevées seront augmentées et produisent, avec le déphasage inévitable aux fréquences élevées, dans les étages de l'amplificateur, une instabilité de l'amplifîcateur.Pour éviter cette instabilité, le filtre passe-bas RI; C1 est branché en amont du transistor T2 ce qui fait rétrograder l'élévation de l'amplification en circuit fermé aux fréquences élevées.La fréquence de coupure du filtre passe-bas sera choisie suffisamment élevée pour qu'elle soit à peu pres égale à la fréquence de coupure de l'impédance de charge du trzr,9ists T2. A l'enroulement secondaire W3 du translateur Ul est branché un redresseur variable avec la phase, composé des deux transistors T3 et T4 qui, alternativement, appliquent en cadence avec la fréquence des signaux de cadence envoyés sur la borne T, le signal induit dans l'enroulement W3, à un condensateur de charge C2. A la borne de sortie A, on peut prélever la tension de charge du condensateur C2 qui est pronortionnelle à la tension d'entrée. Avec le signal de cadence on commande de plus, comme on l'a déjà décrit, le modulateur Tl. A l'enroulement secondaire du translateur UZ on peut en plus brancher un redresseur auquel on pourrait prélever la tension d'alimentation pour l'amplifica- teur V et pour le transistor T2. Dans ce cas aussi l'entrée E n'est pas couplée directement à la sortie A et à la source du signal de cadence. .fin de ne pas établir, par le circuit de contre-réaction une liaison directe, il y a un enroulement W2 sur le translateur U1 qui est branché en série avec la tension entrée. La tension appliquée au modulateur TI est donc égale à la différence entre la tension à mesurer et la tension de contre-réaction. Alors que la tension à mesurer ne varie pratlq-uellent pas pendant la phase de connexion du modulateur, on transmet par 1' enroulement W-2 une tension qui chute par suite de la constante de temps finie du translateur. Cette clute de tension est particulièrement gênante car la constante de temps dépend de différents paramètres tels que la température, les résistances de commutation du redresseur, et que par suite du changement de l'intégrale dans le temps de la tension modulée, elle influence la tension continue de sortie. La tension différentielle entre la tension de contre-réaction et la tension à mesurer qui est une sorte de tension triangulaire est amplifiée et provoque dans le transformateur l'apparition d'un courant supplémentaire qui cherche à empêcher la chute de la tension, de sorte que l'amplification en courant continu est stabilisée. REVENDICATIONS 1.- Amplificateur intermédiaire à tension continue avec un modulateur, un amplificateur à courant alternatif et un translateur à deux enroulements secondaires, à l'un desquels est connecté un redresseur qui délivre le signal de sortie en tension continue, alors qu'à l'autre on prélève un signal de contre-réaction renvoyé à l'entrée, caractérisé par le fait que l'enroulement primaire (W1) du translateur (Ü1) est attaqué par courant imprimé et que le deuxième enroulement secondaire (W2) est branché en série à la tension à mesurer avec une polarité telle que la tension qui y est induite est en sens inverse de la tension à mesurer. 2.- Amplificateur conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que l'amplificateur à courant alternatif (V, T2) est à couplage à tension continue. 3.- Amplificateur conforme à la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le signal modulé est amené sur un filtre passe-bas (R1, C1) dont la fréquence fondamentale est à peu près la même que la fréquence fondamentale du filtre passehaut formé avec l'inductance de l'enroulement du translateur (nul) et la résistance branchée en série avec elle.