Brevet FR2081675A1 — publié le 19711210

La présente invention concerne un opérateur analogique pour-suite-mémorisation dit ici "mémoire de poursuite" permettant la poursuite rapide et la mémorisation de signaux analogiques, du type comprenant un amplificateur de charge, un condensateur de mémorisa-5 tion, un commutateur analogique électronique disposé entre l'amplificateur de charge et le condensateur de mémorisation et au moyen duquel la mémoire de poursuite peut être commutée entre le mode poursuite et le mode mémorisation, et un amplificateur d'interrogation, le commutateur analogique et l'amplificateur d'interrogation 10 étant branchés dans le circuit de réaction de l'amplificateur de charge monté en amplificateur opérationnel, lorsque la mémoire de poursuite se trouve en mode mémorisation. On connaît déjà (voir par exemple David F. Hoeschelejr, Analog-to-Digital and Digital-to-Analog Conversion Techniques, 1968, Wiley 15 and Sons Inc., pages 311 et suivantes), une mémoire de poursuite permettant la poursuite rapide et la mémorisation de signaux analogiques, constituée par un amplificateur de charge, par un condensateur de mémorisation, par un commutateur analogique électronique monté entre l'amplificateur de charge et le condensateur de mémori-20 sation, et au moyen duquel la mémoire de poursuite peut être commutée entre le mode poursuite et le mode mémorisation, et par un amplificateur d'interrogation. Cette mémoire de poursuite connue est représentée sur la Fig. 1 Sur cette figure, l'amplificateur de charge est désigné par , le commutateur analogique électronique par S, 25 le condensateur de mémorisation par C et l'amplificateur d'interrogation par V^. Cette mémoire de poursuite fonctionne, selon la position du commutateur analogique S, soit en mode poursuite (ajustement de la charge), soit en mode mémorisation (gel). Lorsque le commutateur 30 analogique S est fermé, la mémoire est en mode poursuite, c'est-à-dire que le condensateur de mémorisation C doit être chargé aussi vite que possible à la valeur analogique du signal d'entrée qui apparaît également à la sortie, par l'intermédiaire de l'amplificateur d'interrogation . Une fois que la charge du condensateur de 35 mémorisation est terminée, le commutateur analogique S s'ouvre et le signal mémorisé sur le condensateur C est disponible pendant un temps relativement long, par l'intermédiaire de l'amplificateur a'interrogation Vg• Avec une telle mémoire de poursuite, on ne peut, toutefois, 40 obtenir qu'une précision relativement faible et un temps de pour 71 06429 2081675 suite relativement long. Certes, le temps de poursuite peut être réduit par diminution de la capacité du condensateur de mémorisation C, mais alors l'amplificateur d'interrogation doit avoir une très grande résistance pour que l'erreur de mémorisation reste 5 faible. Même l'utilisation d'un amplificateur de mémorisation à entrée constituée par un transistor à effet de champ conduit à des sources d'erreur, car ce transistor présente normalement ujie dérive de zéro importante (décalage) et une linéarité médiocre. Pour augmenter la précision, on peut envisager d'utiliser, 10 comme commutateur analogique S, un transistor à effet de champ. Toutefois, celui-ci doit être commandé par un saut de tension de commande important qui se reflète alors, par l'intermédiaire de sa capacité grille-cathode (drain) C' sur le condensateur de mémorisation C dans le rapport C'-C. XI en résulte une dérive de zéro dyna-: J5 mique (décalage de l'échantillon à mémorisation) qU^ croît, visiblement à mesure que C diminue. D'une manière analogue, le signal d'entrée influe, par l'intermédiaire de la capacité anode-cathode (source-drain) du transistor à effet de champ servant de commutateur analogique S, sur le signal mémorisé. 20 Des problèmes analogues se posent pour une autre mémoire de poursuite connue (voir brevet allemand N° 1.168.957) dont le condensateur de mémorisation est directement connecté à la sortie de l'amplificateur de charge et est, en outre relié, par l'intermédiaire d'une ligne de réaction comprenant un autre commutateur, à une se-25 conde entrée dudit amplificateur. Le commutateur analogique et ledit autre commutateur sont réalisés sous la forme de transistors sans qu'aucune indication détaillée soit donnée à cet égard. Un inconvénient supplémentaire réside en ce que la commande du commutateur analogique est très difficile et en ce que la gamme de sélectivité 30 de la mémoire de poursuite est limitée par la tension de claquage du transistor formant le commutateur analogique. Dans une autre mémoire de poursuite connue (voir brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 3-30^-506), le condensateur de mémorisation est incorporé au circuit de réaction d'un amplificateur opéra-35 tionnel, dont la sortie est couplée rétroactivement, par l'intermédiaire d'une résistance, à l'amplificateur opérationnel côté entrée. Indépendamment du fait que l'impédance d'entrée de la mémoire de poursuite est déterminée par une résistance qui précède l'amplificateur opérationnel côté entrée et, par conséquent, présente une kO faible valeur appropriée, on ne dispose pas du signal analogique 3- 71 06429 2081675 poursuivi lui-même, mais seulement de sa valeur inversée. Ici encore, aucune indication n'ést donnée sur la réalisation du commutateur analogique et il en est de même en ce qui concerne une autre mémoire de poursuite connue (voir brevet des Etats-Unis d'Amérique 5 N° 3.304.507) qui comporte un couplage de contre-réaction entre l'amplificateur d'interrogation et l'amplificateur de charge. Enfin, on connaît encore une mémoire de poursuite (voir brevet français N° 1.561.3^-7) dans laquelle la charge du condensateur de mémorisation ne s'effectue pas par l'intermédiaire d'un unique cora-10 mutateur analogique, mais par l'intermédiaire de quatre sources de courant, dont trois peuvent être mises en service par un circuit de décision. On comprend aisément que cette disposition entraîne des frais considérablement plus grands que l'utilisation d'un unique commutateur analogique électronique. 15 Compte tenu de ce qui précède, l'invention a, notamment pour but de perfectionner une mémoire de poursuite du type défini au début du présent préambule de telle manière que les écarts dus aux capacités parasites du fonctionnement du commutateur analogique électronique par rapport à un comportement idéal, c'est-à-dire par 20 rapport à l'obtention d'une résistance nulle et d'une résistance infinie, respectivement, en position de fermeture et d'ouverture (état conducteur et état bloqué) sont évités, ou tout au moins réduits d'une manière simple. A cet effet, en mode mémorisation, le signal d'entrée peut 25 être isolé par un second commutateur et le condensateur de mémorisation peut être connecté, par l'intermédiaire de l'amplificateur d'interrogation, par un troisième commutateur, à l'entrée sans changement de signe ou inversion de l'amplificateur de charge. La solution suivant l'invention permet d'éviter une diaphonie, 30 par l'intermédiaire de la capacité longitudinale ou série du commutateur analogique électronique. En outre, le commutateur analogique ne nécessite pour son blocage qu'un très petit signal, à savoir la différence entre le signal mémorisé par le condensateur de mémorisation et le signal apparaissant à la sortie de l'amplificateur de 35 charge, de sorte que des courants intenses ne peuvent pas traverser la résistance de blocage du commutateur analogique. Enfin, un très faible saut de tension de commande suffit pour faire passer le commutateur analogique de l'état conducteur à l'état bloqué, de sorte que, par l'intermédiaire de la capacité propre du commutateur ana-40 logique présente entre l'électrode de commande de celui-ci et sa 71 06429 2081675 sortie, il ne peut se produire qu'un très faible surcouplage avec le condensateur de mémorisation. Le surcouplage, qui vient d'être mentionné, peut être entièrement supprimé en constituant le commutateur analogique de diodes 5 antiparallèles et en agençant lé montage de telle manière que le circuit de réaction de l'amplificateur de charge, lors du passage du mode poursuite au mode mémorisation, puisse être commandé par un commutateur auxiliaire de telle façon qu'on se trouve avec sûreté au-dessous de la tension d'amorçage des diodes. 10 Dans ce cas, le commutateur analogique ne comporte plus aucune électrode de commande et devient donc un dipôle. Le passage du commutateur analogique de l'état bloqué à l'état conducteur est assuré par la commande du circuit de réaction au moyen du commutateur auxiliaire. Plus précisément, le commutateur auxiliaire commande la 15 tension longitudinale ou série de la combinaison des deux diodes antiparallèles. Lorsque le commutateur auxiliaire est fermé, la tension de sortie de l'amplificateur de charge prend la valeur instantanée. La tension série appliquée aux diodes est maintenant nulle, de sorte qu'aucune d'entre elles ne peut plus être conductrice. 20 D'autres caractéristiques de l'invention apparaîtront au cours de la description qui va suivre. Au dessin annexé, donné uniquement à titre d'exemple : - la Fig. 1 est un schéma de câblage d'une mémoire de poursuite connue ; 25 - la Fig. 2 est un schéma de câblage d'un exemple d'exécution de la mémoire de poursuite suivant l'invention; et - la Fig. 3 est une courbe en fonction du temps d'une tension triangulaire appliquée à l'entrée de l'amplificateur de charge de la Fig. 2 (en trait plein) et de la tension correspondante appa- 30 raissant avant le branchement des diodes antiparallèles (en trait interrompu). Dans la mémoire de poursuite suivant l'invention, représentée sur la Fig. 2, les organes correspondant à ceux de la mémoire connue de la Fig. 1 sont désignés par les mêmes références que sur 35 celle-ci. Toutefois, suivant l'invention, on utilise comme commutateur analogique 8, au lieu du commutateur tripolaire usuel se présentant, par exemple, sous la forme d'un transistor à effet de champ, un dipôle constitué par le montage de deux diodes antiparallèles D.j et D^. 40 Lorsqu'est ouvert le commutateur auxiliaire S , qui connecte 71 06429 ' 2081675 le point de jonction des diodes et côté amplificateur de charge à l'entrée d'inversion de l'amplificateur de charge.V , les diodes et Dg sont branchées avec l'amplificateur d'interrogation Vg, dans le circuit de réaction de l'amplificateur de charge V . 5 L'amplificateur de charge est un amplificateur opérationnel. En conséquence, dans le mode poursuite de la mémoire de poursuite de la Fig. 2, lorsque seul un second commutateur est fermé à l'entrée, les composantes d'erreur des organes incorporés au circuit de réaction de l'amplificateur de charge , à savoir la tension d ' a-10 morçage des diodes et D^, ainsi que la dérive de zéro et l'erreur de linéarité de l'amplificateur d'interrogation sont éliminées. Si, par exemple, on applique à l'entrée de l'amplificateur de charge , une tension triangulaire (voir courbe en trait plein de 15 la Fig. 3)» celle-ci apparaît également à la sortie dudit amplificateur mais, en amont des diodes et cette tension triangulaire présente la distorsion représentée par la courbe en trait interrompu de la Fig. 3 du fait que l'amplificateur de charge tient compte de la tension d'amorçage des diodes D1 et/ou D^. 20 Lorsque, pour commuter la mémoire de poursuite du mode poursuite au mode mémorisation, on ferme le commutateur auxiliaire S^, la tension de sortie de l'amplificateur de charge prend la valeur de sa tension d'entrée incidente instantanée. La tension série, appliquée aux diodes et D^, est maintenant nulle, de sorte qu'aucune 25 de ces deux diodes ne peut être conductrice. Le saut de tension (différence entre la courbe en trait interrompu et la courbe en trait plein de la Fig. 3) qui a bloqué les diodes ou I) est très faible et correspond à la tension d'amorçage de ces diodes. Comme la capacité série des diodes et peut également être très fai-30 ble, contrairement à ce qui se passe lorsqu'on utilise un transistor à effet de champ comme commutateur analogique S, suivant l'invention la charge du condensateur de mémorisation C n'est que très peu erronée. Le condensateur de mémorisation C n'est donc plus pratiquement chargé que par l'amplificateur d'interrogation de for-35 te résistance. Une résistance R sert à éviter un court-circuit de l'amplificateur de charge et de l'amplificateur d'interrogation V0 lorsque le commutateur auxiliaire est fermé car, contrairement à ce qui se passerait avec un comportement idéal, de faibles différences 4-0 de tension peuvent apparaître aux sorties des deux amplificateurs 71 06429 2081675 Les diodes D-, et D2 pourraient à nouveau devenir conductrices si le signal d'entrée, appliqué à l'amplificateur de charge V1, variait dans une mesure supérieure à leur tension d'amorçage. Mais on évite cette anomalie en connectant le condensateur de mémorisation C au moyen d'un second commutateur S^, par l'intermédiaire de l'amplificateur d'interrogation V^, à l'entrée de l'amplificateur de charge V'1, en appliquant la tension de sortie à l'entrée de celui-ci, et en ouvrant le premier commutateur . 71 06429 7. 2081675 - REVENDICATIONS. - 1 - Mémoire de poursuite permettant la poursuite rapide et la mémorisation de signaux analogiques, comprenant un amplificateur de charge, un condensateur de mémorisation, un commutateur analogique 5 électronique disposé entre l'amplificateur de charge et le condensateur de mémorisation et au moyen duquel la mémoire de poursuite peut être commutée entre le mode poursuite et le mode mémorisation, et un amplificateur d'interrogation, le commutateur analogique et l'amplificateur d'interrogation étant branchés dans le circuit de 10 réaction de l'amplificateur de charge monté en amplificateur opérationnel lorsque la mémoire de poursuite se trouve en mode mémorisation, ladite mémoire étant caractérisée en ce que, en mode mémorisation, le signal d'entrée peut être isolé au moyen d'un second commutateur (Sg) conciensateur de mémorisation peut être connecté, 15 au moyen d'un troisième commutateur (S^), par l'intermédiaire de l'amplificateur d'interrogation ^ l'entrée sans changement de signe de l'amplificateur de charge (v^). 2 - Mémoire de poursuite suivant la revendication 1, caractérisée en ce que le commutateur analogique est constitué par des 20 diodes antiparallèles (D^, D^) et en ce que le circuit de réaction de l'amplificateur de charge (v.j), lors du passage du mode poursuite au mode mémorisation, peut être commandé par un commutateur auxiliaire (S.j) de telle façon qu'on se trouve avec sûreté au-dessous de la tension d'amorçage des diodes.