Brevet FR2026815A1 — publié le 19700918

L'invention relève dit domaine du traitement de l'information et concerne plus particulièrement un dispositif permettant d'inverser la polarité de signaux provenant d'une source de signaux, ce dispositif comportant deux éléments interrupteurs électroniques connectés en 5 série. Les dispositifs de ce genre permettant d'inverser-la polarité de signaux, sont notamment utilisés dans des dispositifs de transmission par modulation p.c.m. pour engendrer, par inversion de la polarité, des signaux vocaux redressés, en particulier les signaux vocaux redressés ainsi obtenus sont appliqués â un modulateur p.c.m» en vue d'engendrer les 10 groupes de codes à émettre, qui sont transmis au récepteur en. même temps qu'une impulsion de polarité caractérisant la polarité des signaux transmis . La réalisation de tels dispositifs d'inversion de polarité requiert une grande précision. En effet, d'une part il faut faire en 15 sorte que l'inversion de polarité se fasse exactement aux instants où se produit un changement de polarité des signaux vocaux,.étant donné que même de petits écarts de ces instants pour l'inversion de polarité, nuisent à la reproduction des signaux vocaux transmis, comme l'ont montré des recherches poussées. D'autre part, il faut éviter des distorsions 20 ainsi que l'influence d'effets perturbateurs,, comme par exemple des effets dus à la température ou des effet dus à la dérive du courant continu. L'invention vise â fournir un dispositif du genre envisagé dans le préambule, de construction simple, qui réponde aux exigences posées ci-dessus en ce qui concerne l'inversion de polarité, tandis 25 que ce dispositif se distingue, d'autre part, par ses nombreuses possibilités d'application. Selon l'invention, le dispositif pour inversion de polarité est muni d'un pont constitué par des résistances, une extrémité d'une diagonale de ce pont étant connectée à la source de signaux tandis qu'à 30 l'autre extrémité de cette diagonale est connecté le circuit d'entrée d'un amplificateur qui provoque une inversion de polarité d'un signal d'entrée, alors qu'entre les extrémités de l'autre diagonale insérée la combinaison des deux éléments interrupteurs électroniques montés en série,, le point commun de ces éléments interrupteurs électroniques étant relié au circuit 35 âe sortie de l'amplificateur, tandis que les signaux de sortie du dispositif inverseur de polarité sont prélevés sur une extrémité de la diagonale du pont cité en dernier lieu. La description qui va suivre, en regard du dessin annexé,, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 40 La fig. 1 représente un dispositif pour inversion de r tÀD ORIGINAL 69 44411 2 2026815 polarité conforme à l'invention. La fig. 2 représente une variante de dispositif de la fig. 1. Le dispositif conforme 8. l'invention représenté sur la 5 -"ig» 1) permettant d'inverser la polarité de signaux, est prévu pour engendrer-, par inversion de polarité, un signal redressé situé dans la bande 0,3 - 10^ kHz provenant d'une source de signaux comportant des bornes de sortie (2) et (3) et une résistance interne (4)» e"t dont, la borne de sortie (2) est connectée à un point porté & un potentiel fixe, 10 par exemple le potentiel de la masse, et l'autre borne de sortie (3) est connectée au circuit d'entrée du dispositif qui, pour l'inversion de la polarité des signaux provenant de la source des signaux (1), est muni de deux éléments interrupteurs électroniques montés en série (5)» (6), constitués en l'occurrence par des diodes. Les signaux de sortie du dispo-15 sitif sont transmis en vue de leur traitement dans, un dispositif utilisateur {l)f par exemple un modulateur p.c.m., à un amplificateur (8) à résistance d'entrée élevée. Pour satisfaire aux exigences sévères concernant la conversion de la polarité aux instants où se produit un changement de pola— 20 rité des signaux de la source de signaux (1) et concernant l'absence de distorsion, le dispositif est muni selon l'invention, d'un pont constitué par des résistances (9)* Oo}, (11), (12); à une extrémité (13) d'une . diagonale de ce pont est connectée la source de signaux (1) et & l'autre extrémité (14) de cette diagonale est relié le circuit d'entrée d'un am-25 plificateur (15) qui provoque l'inversion de polarité du signal d'entrée, alors qu'entre les extrémités (16) et ("î7) de l'autre diagonale est inaérée la combinaison .en série des deux diodes (5} et (6), diodes dont le point commun est relié aux circuits de sortie de l'amplitifcateur (15)» tandis que les signaux de sortie du dispositif inverseur de polarité sont 50 prélevés sur l'extrémité (17) âe la diagonale du pont citèfe en dernier lieu. Dans la forme de réalisation envisagée, la valeur de chacune des résistances (9), (10), (11), (12) du pont est égale â E, B étant par exemple égal à 1 k- et 11 amplific'B.tè'œc-fr(l 5 ) a une résistance d'entrée très élevée et un. facteur d'amplification élevé de par exemple 10.000; 35 l'amplificateur (15) est conçu-de telle façon qu'en l'absence de signaux provenant de la source de signaux (t), le potentiel de. circuit d'entrée et du circuit de sortie est égal au potentiel fixe de la borne de la sortie (2) de la source de signaux (t). Selon que Le signal vocal provenant de la source de si-40 gnaux (1) a une polarité positive ou négative, c'est la-diode (6) qui est • BÂD ORIGINAL 69 44411 2Û26815 conductrice et la diode (5) qui est Moquée ou inversement, la diode (5) qui est conductrice et la diode (6) qui est "bloquée, alors que l'amplificateur (15) est bouclé en contreréaction par l'intermédiaire de la diode qui alors conductrice, soit par l'intermédiaire de la résistance 5 (11)» soit par l'intermédiaire de la résistance '12). Lors d'un changement de polarité il se produit une interversion des circuits de contre-réaction de l'amplificateur (15)» ces circuits de contre-réaction étant formés par la diode (6) et par la résistance (11) ou par la diode (5) et par la résistance (12) et il se produit par suite rie cet interversion de circuits 10 de contre-réaction, par inversion de polarité, un redresssement du signal provenant de la source de signaux (1), représenté schématiquement sur la figure par le diagramme (18). Aux points (16)', (1-?) du pont apparaît le signal de la source de signaux (1), redressé; dans l'exemple de réalisa-, tion envisagé, le signal redressé est par exemple prélevé sur le point 15- (17) en vue de son traitement dans l'organe ustilisateur (7)» au moyen de 1 Amplificateur (8) à résistance d'entrée élevée. Pour expliquer le fonctionnement du dispositif, on va maintenant considérer, en partant de la situation pour laquelle la source de signaux (1) ne fournit aucun signal, le comportement du dispositif 20 inverseur de polarité pour une tension de signal positive et pour une tension de signal négative. Si, partant de cette situation, dans laquelle le point (13) de la diagonale ainsi que le circuit d'entrée et le circuit de sortie de l'amplificateur (15) sont portés au potentiel de la masse, et où le 25 point (13) de la diagonale du pont est porté à une tension de signal po^ sitive provenant de la source de signaux (1), il apparaît sur le circuit d'entrée de l'amplificateur (15) également une tension de signal.positive et â la sortie de l'amplificateur (15) une tension de signal négative qui, même pour un signal d'entrée extrêmement petit>-■ rend la diode (6) 30 conductrice par suite du facteur d'amplification élevé de l'amplificateur (15)» de sorte que l'amplificateur (15) est-bouclé en contre-réaction par l'intermédiaire de la résistance (11), et par suite de cette contre-réaction, l'amplificateur (15) a tendance à contrarier toute modification de sa tension d'entrée, c'*est-à-dire que le point (14) de la diagonale 35 est pratiquement maintenu-au potentiel de la masse.' Pour une tension de signal au point (13) de la diagonale de 1 volt, il apparaît par exemple au point (14) dé la'diagonaiê, connecté au circuit d' entrée de i'ampli- . . . _4. ficateur (15), une tension d'environ 10 volt. Pour illustrer le fonctionnement du dispositif, on a re-40 présenté sur la figure, la circulation du -courant 3àris le pont pour une 69 44411 4 2026815 tension de signal positive, par des flèches en trait plein, auquel cas, les amplificateurs (8) et (15) ne drainent aucun courant de signal par suite de leur résistance d'entrée élevée, de sorte que de ce fait, il n'y a pas de dlstox^sion. Si le point (15) de la diagonale relié à la 5 source de signaux (1) est porté à une tension de signal positive, et dans ~^les conditions précitées pour lesquelles le point (14) de la diagonale est pratiquement au potentiel de la marche et où chacune des résistances (9)» (1Q), (11 )> ("12) est égale à R, il apparaît aux points (17)» (16) R R de la diagonale une tension de E = + S/2 ou de —^ E = -E/2. Il se 10 produit donc au point (17) et (16) des tensions ayant l'allure représentée par les courbes en trait plein sur les diagrammes "j9» 20. Inversement pour une tension de signal négative au point (13) relié à la source de signaux (1), la diode (5) est rendue conductrice et l'amplificateur (15) est bouclé en contre-réaction par l'inter-15 médiaire de la résistance (12), alors que par suite de la contre—réaction, le point (14) connecté au circuit d'entrée de l'amplificateur (15)» est pratiquement maintenu au potentiel de la masse comme c'est le cas également pour une tension de signal positive. La circulation du courant dans le pont est représentée par des flèches en pointillés et pour une tension 20 de signal négative E au point (13) relié â la source de signaux (1), il apparaît au point (17) et (16) des tensions de - -^E = -E/2 et de R + = + E/2, tandis que l'allure de cette tension est représentée par les courbes en pointillés dans les diagrammes 19, 20. Comme le montre ce diagramme 19» 20, les signaux de la source de signaux (1), redressés, 25 apparaissent de façon symétrique au point (17), (16), alors que, dans l'exemple de réalisation envisagé, les signaux redressés sont-prélevés sur le point (17) en vue de leur traitement dans l'organe utilisateur (7). Dans le dispositif envisagé, l'inversion de polarité se fait exactement â l'instant du changement de polarité des signaux à 30 transmettre, alors'que du fait que le facteur d'amplification de l'amplificateur (15) est élevé et par suite de l'effet de contre-réaction, on évite les phénomènes perturbateurs, tels que les phénomènes dus au . vieillissement, les distorsions dans 1?amplificateur (15) et les diodes (5) et (6), mais également des effets dus à la température et des phé-35 nomènes de dérive de courant continu étant donné que les circuits de contre-réaction de l'amplificateur (15) remplissent, également la fonction de circuits de- contre-^réaction en tension continue,-. , Dans le cas où la source de signaux (1) est constituée par une source de courant, ces phénomènes de dérive de. courant continu 40 n'ont pas la moindre influence sur l'inversion de la polarité étant donné 69 4441T 5 2026815 que, du fait que la résistance d'entrée de la source de courant (1) est élevée, le point (13) connecté à la source de courant est porté au même potentiel que le point (14) relié â l'entrée de l'amplificateur (15)» âe sorte qu'en l'absence de signal vocal il ne se produit pas de différence 5 de tension entre ces points (13) et (14). Au cas où. la source de signaux (1) est constituée par une source de tension, l'influence, déjà faible, de la dérive du courant continu de l'amplificateur (15) peut encore être réduite, sans que cela perturbe la circulation du courant dans le pont, à l'aide d'un circuit de contre-réaetion en tension continue additionnel 10 dans l'amplificateur (15) conçu spécialement à cet effet de la façon représentée sur la figure» En l'occurrence, l'amplificateur (15) comporte un étage amplificateur d'entrée (21) équipé d'un transistor â effet de champ, dont l'électrode de source est connectée â l'entrée de 11étage-amplifica-15 teur sûivant (22) tandis que l'alimentation du transistor (21) qui, comme on le sait, présente une très forte impédance d'entrée est assurée par une source de courant insérée dans le circuit de l'électrode de source et conçue sous la forme d'un amplificateur de différence (23) comportant les transistors (24) et (25) à- résistance d'émetteur commune (26). En vue de 20 compenser la dérive du courant continu dans l'amplificateur, la base des transistors (24) est à la masse par l'intermédiaire de la résistance (27) e.t la base du transistor (25) est reliée au oircuit de sortie de l'amplificateur (15) par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas constitué par des résistances longitudinales (28), (29) et des condensateurs trans-25 versaux (30)» (31)» filtre qui ne laisse passer aucune des fréquences des signaux. La dérive du courant continu de l'amplificateur (15) est compensée dans ce cas à la façon d'une contre-réaction en tension continue. S'il se produit par exemple à la sortie de l'amplificateur (15) 30 une dérive de courant continu, le courant de collecteur des transistors (24) et par conséquent, le courant du transistor â effet de champ (21) varient de ce fait par l'intermédiaire du filtre passe-bas (28), (31) et du transistors (25) et par conséquent, la tension entre l'électrode dé porte et l'électrode de source du transistor â effet de champ (21} varie, 35 cette variation, de tension provoquant la compensation de la dérive de courant continu de l'amplificateur (15)» sans qu'un courant continue; ne soit introduit dans le circuit de l'électrode de porte, ou eir d'autres termes, sans que la circulation du courant dans le pont (9), (12) soit perturbée. 40 Quelques données concernant un dispositif d'inversion de 69 44411 6 2026815 la polarité réalisé en pratique, sont consignées ci-après. Résistances 9,10,11,12 s 1 kix Transistors 24r 25- : BOY 87 Diodes 5, 6 s BAX 15 Résistance 26 : 3 kJX R-ésistances 28, 29 t 5 k-SL Résistance 27 : 10 ] 5 Condensateurs 30, 51 î 10^pP Transistor & effet de champ 21 s BFW 11 Ecart dans l'inversion de polarités 0,1 1 mY Klveau de distorsion î inférieur â. 60 dB. Qutre_les avantages que constituent les résultats optimaux que l'on peut obtenir et la simplicité de sa réalisation, le dispo-10 sltif inverseur de polarité envisagé offre l'avantage important de présenter une très grande indépendance vis-à-vis. de la fréquence, en particulier le dispositif inverseur de polarité envisagé peut être mis à profit pour des fréquences de signaux les plus "basses, comme, par exemple, dans le cas de signaux video. 15 D'autre part, le dispositif décrit ci-dessus s.e distingue par ses nombreuses possibilités d'utilisation. Les signaux de sortie redressés peuvent par exemple être prélevés de façon symétrique ou asymétrique et l'on a la possibilité d'un couplage capacitif de la source de signaux (1) et de l'amplificateur de sortie (8) sans devoir utiliser des 20 capacités extrêmement élevés, par suite de la possibilité de l'utilisation d'une source de signaux à résistance d'entrée élevée et d'un amplificateur de sortie (8) à résistance d'entrée élevée. On a éventuellement la possibilité de réaliser un couplage par transformateur de la source de signaux (1) avec le pont, auquel 25 cas le transformateur est inséré, de préférence, entre les points (13) et (14} de la diagonale du pont. Bien' que dans le dispositif décrit jusqu'à présent, l'inversion de polarité se fasse à l'aide d'éléments interrupteurs constitués par des diodes (5), (6) par les signaux de la source de signaux (1) 30 eux-mêmes, l'inversion de la polarité dans le dispositif représenté sur la fig. 2 se fait à l'aide de signaux de commande distincts, par exemple pour l'emploi du dispositif représenté sur la fig. 2 pour la démodulation p.c.m. Le dispositif représenté sur la fig. 2 est conçu pour la démodulation de groupes d'impulsions transmis par la modulation p.c.m., dans 35 lesquels la première impulsion remplit chaque- fois la fonction d'impulsion de polarité., alors que les autres impulsions d'un groupe d'impulsions caractérisent la valeur d'amplitude du signal vocal redressé. Les éléments correspondants à ceux de la fig. 1 portent les mêmes références» Dans le dispositif représenté sur la fig. 2 conçu pour 40 la démodulation p.c.m., les groupes d'-impulsions entrant par l'intermé 69 4441T 7 2026815 diaire de la lige (32) sont transmis, après suppression de l'impulsion de polarité dans une porte d'interdiction (34), à un démodulateur p.c.m.(35)» alors qu'au circuit de sortie d'un démodulateur p.c.m. (35) apparaissent des échantillons qui, lors de la transmission, par exemple» des signaux 5 représentés sur le "iagramme 19 de la. fig. 1, ont l'allure représentée sur le diagramme 37. La porte d'interdiction (34), ainsi que le démodulateur p.c.m. (35) sont commandés par un générateur d'impulsions local (33)» synchronisé avec précision sur la fréquence des groupes d'impulsions entrants, par exemple au moyen d'impulsions de synchronisation transmises 10 simultanément. A la ligne (32) est connectée une porte ET (38) commandée par le générateur d'impulsions local (-33)» cette porte servant â sélectionner les impulsions de polarité hors des groupes d'impulsions, cette porte (38) étant suivie d'un dispositif inverseur (39) connecté au géné-15 rateur d'impulsions local (33) et comportant deux lignes de sortie (40), (41) servant à la commande d'une "bascule bistable (42) qui comporte également deux lignes de commande (43), (44) pour les éléments interrupteurs électroniques (45), (46) du dispositif d'inversion de polarité; ces éléments interrupteurs électroniques (45), (46) comportent une électrode de 20 commande, il s'agit par exemple de transistors à effet de champ. Dans le dispositif envisagé, les impulsions de polarité sélectionnées par la porte ET (38) qui, en cas de polarité positive, sont constituées par des impulsions "1" et pour une polarité négative, par des impulsions "0", sont appliquées au dispositif convertisseur (39) ÇLui, pour une impulsion "1" 25 comme impulsion de polarité, fournit une impulsion à la ligne de sortie (40) et pour une impulsion "0" comme impulsion de polarité, fournit une impulsion à la ligne de sortie (4"l), tandis que la bascule bistable (42), par suite des impulsions apparaissant sur la ligne de sortie (40), se place dans un premier état d'équilibre et par suite des impulsions sur la 30 ligne de sortie (41)» prend l'autre état d'équilibre. Les impulsions de commande pour les éléments interrupteur électroniques (46), (47) prélevés de cette façon sur les circuits de sortie (43)» (44) de la bascule bistable (42)» qui- sont de ce fait amenés, par exemple, de l'état bloqué à l'état conducteur. 35 . En effet, selon que l'impulsion de polarité est cons tituée par une impulsion "1" ou par une impulsion "0", la bascule bistable (43) fournit par l'intermédiaire de la ligne de commande (43)» un signal décommandé pour l'élément interrupteur électronique (46), soit par l'intermédiaire de la ligne de commande (44)» un signal de commande pour 40 l'élément interrupteur électronique (45). alors que par cette commande 69 44411 2026815 des éléments interrupteurs électroniques (45), (46) l'inversion de polarité est provoquée de la façon déjà expliquée lors de l'examen de la fig. 1. S'il se présente par exemple une impulsion ri1" comme impulsion dp polarité, en supposant que le signal transmis soit de polarité posi-5 tive, l'élément interrupteur électronique (46) est conducteur et l'échantillon se présente alors à la sortie du démodulateur p.c.m. (35) avec une polarité positive au point (17) et avec une polarité négative au point (16), tandis qu'inversement pour une impulsion "0" comme impulsion de polarité, en supposant un signal transmis de polarité négative, l'élément 10 interrupteur électronique (45) est conducteur, de sorte que l'échantillon qui se présente à la sortie du démodulataur p.c.m. (35) apparaît au point ~ "(17) avec une" polarité négative~e£ ^.u poînt" (16) avec une polarité positive. De cette façon, les échantillons des signaux redressés au point (13), représentés par le diagramme 37» sont convertis par l'inversion de 15 polarité en des échantillons du signal initial, ces échantillons étant re présentés par les diagrammes 57, 48* Gomme le montrent Ces diagrammes 47, 48, les échantillons du signal initial se présentent en équilibre aux points (16),. (17) du pont, alors que comme sur la fig. 1 le point (17) est connecté par l'in-20 termédiaire d'un amplificateur (49) à résistance d'entrée élevée, à un organe d'utilisation (50), par exemple à un multiplexeur temporel. Il faut rémarquer qu'il n'est pas indispensable que toutes les résistances du pont (9), (12) soient identiques, mais il est suffisant que les résistances reliées â la source de signaux (1), (9), 25 (10) et les résistances reliées à l'entrée de l'amplificateur (15) soient identiques, deux à deux. 69 4441T 9 2026815 11TIÏBI Ci?I O'KS 1. Dispositif permettant d'inverser la polarité de signaux provenant d'une source de signaux, ce dispositif comportant deux éléments interrupteurs électroniques connectés, en série, ce dispositif étant carac-5 térisé en ce.qu'il comporte un pont constitué par des résistances, une extrémité d'une diagonale de ce pont étant connectée à la source de signaux tandis qu'à l'autre extrémité de cette diagonale est connecté le circuit d'entrée d'un amplificateur qui provoque une inversion de polarité d'un signal d'entrée, alors qu'entre les extrémités de l'autre dia-10 gonale est insérée la combinaison des deux éléments interrupteurs électroniques montés en série, le point commun de ces éléments interrupteurs électroniques étant relié au circuit de sortie de l'amplificateur, tandis que les signaux de sortie du dispositif inverseur de polarité sont prélevés sur une extrémité de la diagonale du pont citée en dernier lieu. 15 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que des bornes de sortie de la source de signaux sont connectées respectivement à la sortie précitée de la branche diagonale et à un point porté à un potentiel fixe, tandis qu'en l'absence de signaux de la source de signaux, le circuit d'entrée ainsi que le circuit de sortie de l'ampli-20 ficateur sont portés à ce potentiel fixe. 3. Dispositif selon une des revendications 1 ou 2, carac térisé en ce que les deux résistances reliées â la source de signaux et les deux résistances reliées à l'entrée de l'amplificateur sont Identiques deux à deux. 25 4. Dispositif selon une des revendications 1, 2 ou 3, ca ractérisé en ce que l'amplificateur comprend un étage amplificateur d'entrée comportant un transistor à effet de champ, l'électrode de commande de cet étage amplificateur d'entrée étant reliée à U.extrémité de la branche diagonale du pont et l'électrode de source étant reliée à un 30 étage amplificateur suivant tandis que l'alimentation de l'étage amplificateur d'entrée se fait par une source de courant ayant la forme d'un amplificateur de différence comportant deux transistors, l'électrode de base du premier transistor étant reliée à un point porté â potentiel fixe et l'électrode de base de l'autre transistor, â la sortie de l'am-35 plific&teur, par l'intermédiaire d'un filtre passe-bas qui ne laisse passer aucune des fréquences de signaux» 5» Dispositif selon une des revendications 1 à 3, carac térisé en ce que la source de signaux est constituée par une source de courant. 40 6. Dispositif selon une des revendications 1* 2, 3» 4 ou 5» 69 44411 10 2026815 caractérisé en ce que les éléments interrupteurs électroniques sont constitués par des ciodes quiy selon la polarité des signaux de la source de signaux» passent de l'état bloqué â. l'état conducteur» 7,» Dispositif selon une des revendications 1 à 5» carac- 5 térisé en ce que chacun des éléments interrupteurs, électroniques est muni d?une électrode de commande, et ils sont amenés de l'état bloqué à l'état conducteur, par l'intermédiaire de signaux de commande appliqués â cette électrode de commande par l'intermédiaire de lignes de commande. BAD ORIGINAL