Brevet FR2128646A1 — publié le 19721020

L'invention concerne un circuit intégré à seuil appelé à être utilisé dans un circuit de commande automatique de gain d'un récepteur de télévision. L'invention a pour but de fournir un circuit à seuil 5 qui comporte un nombre minimal de points de sortie exigés en général pour des dispositifs intégrés de régulation de gain, qui présente par rapport à sa tension d'alimentation un grand domaine de tension de sortie et qui peut fournir deux tensions de sortie permettant d'obtenir des domaines de régulation contigus 10 pour au moins deux étages du récepteur avec une transition bien définie entre ces domaines de régulation» Un circuit intégré b seuil conforme a l'invention est remarquable en ce qu'il comporte un premier transistor dont la base constitue l'entrée du circuit à seuil, et dont l'émetteur 15 est relié à 15association en parallèle d'une diode et d'une jonction base-émetteur d'un deuxième transistor, le collecteur du premier transistor étant relié, en ce qui concerne le courant continu, à un premier point de connexion du circuit intégré en vue de fournir une tension ds régulation pour une partie du récep-20 teur de télévision et le collecteur du deuxième transistor est couplé, en ce qui concerne le courant continu, à un deuxième point de connexion du circuit intégré en vue de fournir une tension de régulation pour une autre partie du récepteur de télévision. En utilisant la diode en parallèle avec la jonction 25 base-émetteur du deuxième transistor on obtient qu'un point de connexion supplémentaire pour l'ajustage d'un domaine approprié entre les domaines de régulation des deux parties est superflu. Cet a-justage peut se faire en montant au premier point de connexion un circuit à résistance ajustable ou adapté. La diode en parallè-30 le avec la jonction base-émetteur du deuxième transistor sert à fixer le domaine dans lequel la valeur de seuil doit se situer lors de la fabrication du circuit intégré. Avec le circuit conforme à l'invention, il est par ailleurs possible de réguler deux étages de régulation avec pra-35 tiquement la même résistance d'entrée comme cela est exigé généralement en pratique. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. 40 La figure 1 est un schéma de principe simplifié de ciz>- 72 07652 2 2128646 cuit à seuil conforme à l'invention. La figure 2 est également "un schéma de principe simplifié d'un circuit à seuil conforme à l'invention avec lequel on peut obtenir des tensions de régulation de différents niveaux 5 et pour des sens de régulation différents. Sur la figure 1 un circuit à seuil intégré 1 comporte un premier transistor NPN 3 dont l'émetteur est relié à une extrémité d'une association en parallèle d'un transistor NPN 5 monté en. diode et la jonction base-émetteur d'un deuxième transistor NPN 10 7> l'autre extrémité de cette association en parallèle étant connectée à une borne 0 d'une source d'alimentation. Le collecteur du premier transistor 3 est relié à un premier point de connexion 9 du circuit à seuil 1. Ce premier point de connexion 9 est relié par l'intermédiaire d'une résistance 15 11 à une borne (+) portée à une tension d'alimentation positive et est d'autre part connecté à une entrée 13 pour tension de régulation d'un amplificateur moyenne fréquence 15 d'un récepteur de télévision. La tension d'alimentation positive est appliquée par ailleurs à une connexion 12 du circuit intégré 1 de sorte que par 20 exemple d'autres circuits éventuellement intégrés avec le circuit à seuil peuvent être alimentés. Le collecteur du deuxième transistor 7 est relié à un deuxième point de connexion 17 du circuit à seuil 1. Ce deuxième point de connexion 17 est relié par l'intermédiaire d'une ré-25 sistance 19 à la borne (+) portée à la tension d'alimentation positive et d'autre part à une entrée de régulation 20 d'une partie haute fréquence 22 du récepteur de télévision. La partie haute fréquence 22 reçoit par l'intermédiaire d'une entrée 2k un signal de télévision qui est converti en un 30 signal moyenne fréquence. Ce signal moyenne fréquence est amplifié par l'amplificateur moyenne fréquence 15» il est détecté une première fois puis une seconde fois à l'aide d'un détecteur de signal de tension de régulation automatique 27 et converti en une tension de régulation qui est appliquée à la base du premier tran-35 sistor 3- Lors de la réception d'un signal de télévision de faible puissance à l'entrée 2k, le détecteur de signal de tension de régulation 27 fournit une tension telle que le premier transistor 3 et le deuxième transistor 7 sont complètement saturés et 40 les tensions de sortie au premier et au deuxième point de connexion 72 07652 3 2128646 9 et 17 sont basses de sorte que les gains de la partie haute fréquence et de la partie moyenne fréquence 22 et 15 sont maximaux . Si la puissance du signal à 1! entrée 25 augmente, la 5 tension à la base du premier transistor 3 baisse. Ce premier transistor 3 n'est plus complètement saturé pour uœ Taleur de signal déterminée et son courant de collecteur décroît de sorte que la tension de sortie au premier point de connexion 9 augmente et que le gain de la partie moyenne fréquence 15 diminue. Le courant à tra-10 vers le transistor 3 circule par ailleurs par l'association en parallèle de la diode 5 et de la jonction base-émetteur du deuxième transistor 7« Le deuxième transistor 7 reste encore complètement saturé. Une partie de ce courant traverse cependant la diode 5 mais la partie restante est encore suffisante pour saturer com-15 plètement le deuxième transistor 7« La résistance 11 et le rapport entre les surfaces des électrodes de diode et des électrodes base-émetteur du deuxième transistor 7 sont choisies de telle façon que ce n'est que lorsque le courant de collecteur du premier transistor a baissé jusque par 20 exemple 15 à 20$ de sa valeur à la saturation maximale que le courant à travers le deuxième transistor 7 devient suffisamment petit pour rendre la saturation de celui-ci moins complète de sorte qu'également la tension de collecteur du deuxième transistor aug-* mente lors d'une diminution de la tension à la base du premier tran-25 sistor 3« La tension de collecteur du premier transistor 3 ne peut plus alors augmenter que très peu de sorte que la régulation de la partie du récepteur est reprise par la partie haute fréquence 22. La tension de régulation prélevée sur les connexions 9 et 17 présente une grande variation par rapport à la tension 30 d'alimentation car lorsque les transistors 3 et 7 sont complètement saturés la tension aux bornes de ceux-ci est pratiquement nulle et peut être égale à la tension d'alimentation lorsque les transistors 3 et 7 sont bloqués. Du fait que, comme on l'a expliqué ci—dessus, la ré— 35 gulation de la partie haute fréquence commence au-dessous d'une valeur déterminée du courant de collecteur du premier transistor 3, on peut choisir à l'aide de la valeur de la résistance 11 la valeur de tension qui correspond à ce courant de collecteur et de ce fait, cette valeur de tension peut être adaptée au domaine ^•0 de régulation de la partie moyenne fréquence. De ce fait on peut 72 07652 4 2128646 obtenir une reprise bien définie de la régulation de la partie haute fréquence 22. La résistance 11 peut être entièrement ou partiellement placée à l'extérieur du circuit intégré 1 et peut au besoin être ajustable. Du fait que la résistance 11 se situe 5 entre un point d'alimentation et le premier point de connexion 9 il ne faut pas prévoir dans ce but de point de connexion supplémentaire sur le circuit. Pour un rapport de courant utilisable dans beaucoup de cas à travers la diode 5 et la jonction base-é-metteur du deuxième transistor 7, environ 1/6 du facteur d'ampli-10 fication de courant du deuxième transistor constitue une valeur favorable. Comme le montre le dessin, la diode 5 dans un circuit intégré est en général un transistor connecté en diode. Le rapport de courant désiré est alors obtenu de façon simple par le choix du rapport de la surface base-émetteur du deuxième transistor 7 15 et celle du transistor connecté en diode 5 qui dans le cas envisagé doit être environ égal à 6. Comme on le sait on peut supposer que le rapport des surfaces de jonction base-émetteur du deuxième transistor et du transistor 5 connecté en diode représente le facteur d'amplification de courant de la combinaison. 20 Le circuit de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 quant aux points suivants: Le deuxième transistor 7 du circuit à seuil et le transistor 5 connecté en diode sont dimensionnés dans un autre rapport et servent comme circuit inverseur pour obtenir un autre sens 25 de la variation de tension de régulation au deuxième point de régulation 17• Le collecteur du deuxième transistor est de ce fait relié par l'intermédiaire d'une résistance 21 au point d'alimentation 12 et est connecté par ailleurs à la liaison du collecteur et de la base du transistor NPN connecté comme deuxième diode 23 30 et à la base d'un troisième transistor NPN 25 dont le collecteur est relié au deuxième point de connexion 17» La partie haute fréquence 22 est supposée être d'un type qui a besoin d'une tension de régulation allant dans le sens opposé par rapport à celui de la figure 1. 35 Le circuit inverseur fonctionne de la façon suivante. Le courant dans le circuit d'émetteur du premier transistor 3 est transmis avec un facteur d'amplification qui est par exemple pratiquement égal à 1 au circuit de collecteur du deuxième transistor 7- Le rapport entre la surface de la jonction base-émetteur 40 du deuxième transistor 7 et celle de la jonction base-émetteur 72 07652 5 2128646 de la diode 5 est dans ce cas choisi pratiquement égale à 1. La résistance 21 dans la ligne de collecteur du deuxième transistor 7 est choisie telle que lorsque le deuxième transistor 7 est bloqué le courant à travers le troisième transistor 25 est suffi-5 samment intense pour saturer celui-ci au maximum. Les tensions aux collecteurs des transistors 7 et 25 varient alors exactement à l'opposé. Si l'on rend le rapport des surfaces de la jonction base-émetteur des transistors 25 et 23, ce dernier étant connecté 10 comme deuxième diode, égal au rapport désiré des valeurs de saturation du premier transistor avant l'apparition du courant maximal et du courant pour lequel le seuil dans la régulation de la partie haute fréquence 22 est dépassé, donc par exemple environ 6, on obtient la même régulation que dans le cas de la figure 1 15 en ce sens que la tension de régulation au deuxième point de régulation 17 varie dans le sens opposé c'est-à-dire du maximum vers le minimum lorsque la valeur de la tension à la base du premier transistor 3 diminue après que la tension au. premier point de connexion 9 ait atteint une valeur déterminée par la résistance 11. 20 Bien que dans ce qui précède on ait donné pour les chai* ges les plus usuelles présentées par les entrées de régulation 13 et 20 des parties du récepteur 15 et 22 des valeurs favorables des rapports de surfaces, il est évident que l'on peut choisir d'autres valeurs sans rien changer au principe de l'invention. 25 Au lieu de la résistance 1 1 on peut également a.dapter la résistance d'entrée de l'entrée de régulation 13 au domaine de reprise désiré. Les pentes de régulation des parties 15 et 22 connectées au point de connexion en coopération avec le circuit à seuil 30 peuvent au besoin être adaptées par un autre choix des rapports de surfaces et/ou des résistances de charge que ceux donnés dans ce qui précède. Il est d'autre part possible de combiner le circuit de la figure 1 avec celui de la figure 2 en montant en parallèle 35 les entrées reliées à l'émetteur du premier transistor 3 des circuits différant pour le reste dans les deux figures, de sorte qu'alors on peut obtenir des tensions de régulation qui, au-dessous d'une valeur de seuil de la tension d'entrée, varient dans le sens négatif ainsi que des tensions de régulation qui varient dans kO le sens positif. 72 07652 6 2128646 XI est d'autre part évident que bien que dans ces exemples on utilise des transistors NPN comme transistor les plus usuels actuellement pour des circuits intégrés on peut également utiliser des transistors de l'autre type. 5 Le choix des différentes grandeurs du circuit de la figure 2 va maintenant être expliqué à l'aide d'un calcul. On suppose que: i. : courant d'entrée du circuit à seuil c'est-à-xn dire le courant de base du premier transistor 3 10 i^ : courant de collecteur du premier transistor 3 qui est pratiquement égal au courant d'entrée de l'association diode-transistor 5» 7- ig : courant à travers la résistance 21. i _ : courant de collecteur du deuxième transistor 7 cd 15 i, „ : courant vers l'association diode-base à l'entrée b3 du troisième transistor 25. i^ : courant à travers la résistance 19 V : la tension d'alimentation : facteur d'amplification en courant du premier 20 transistor 3 B^ s facteur d'amplification en courant de la combinaison diode-transistor 5» 7« B,^ : facteur d'amplification en courant de l'association diode-transistor 23» 25» 25 ^be2 ' ^ens:*-on base-émetteur du deuxième transistor 7 V, _ : tension base-émetteur du troisième transistor 25 bej : tension au point de connexion 9 V 2 : tension de collecteur du deuxième transistor 7 : tension au point de connexion 17. 30 D'autre part, on suppose que le courant de collecteur des transistors est pratiquement égal à leur courant d'émetteur. On a : i, - B„i. 1 1 xn Donc : Vn = V - B.i. R,. 9 1 xn 11 35 Par ailleurs on a : Donc : i _ = B„B„i. c2 2 1 xn V= V-i„ R01 = V-B^B-i. R -i R = V c2 2 21 2 1 xn 21 b3 21 be Il s'ensuit que 4o v"v- i = B B i. b3 T, 2 1 xn 21 72 07652 7 2128646 On a : y _ no 13 = B31b3 = B3 „ ~ B3B2B1:Lin R Et ; V17 = l"l> VaVin®,? 5 21 Avec : 0 «v,7 ^ V et 0 Lorsque le premier transistor 3 quitte tout juste la saturation complète on a: VQ = V, = V - B.i. R11 9 2 1 10 Pour la valeur ae courant correspondante i. du cou- ln1 rant d'entrée on a alors: V - V, 2 X . = ____ inH 1 BiRi1 15 Lorsque le troisième transistor 25 commence tout juste à conduire on a : = Y Par conséquent: VaVin/l? = B3—^ (V - Vb. > 2(V-V ) 21 ^ 20 Ou: i. = : ln2 B2BlR21 En supposant que le rapport entre les valeurs de courant i. et i. pour lequel les deux domaines de tension de m1 ln2 régulation commencent aux deux sorties 9 et 17 est égal à p on 25 a alors : i. ^ _ (V - V, ) ln1 2 121 2 p = 1in2 B1R11 V-V, V~Vbe t, 21 3 , 3 = B„ . car = 1 Rt 1 11 be„ Ri 30 ou : B = p 1J— "D 21 Pour que varie de 0 à Y on doit avoir dans 11 expression R V17 = V-B3-T12-(V-'1'be> + VWmV v - b3 "—12—(V - vbe) 2 1 35 r} R21 Ou 40 Ri9 R21 •est-à-dire: r^ ^ B3R19 ^ B3 -j22 > ' 21 72 07652 8 2128646 Par exemple: R^ = B^R^ P» R-| i e"fc sont pratiquement fixés par les exigences que po sent le circuit de régulation. On peut choisir ou ou B^ ou R^ pour satisfaire aux ^ exigences (l)et(2). Pour obtenir dans le circuit à seuil un rapport fa* vorable des courants et des valeurs de résistances on choisit Bg = 1. Pour satisfaire à la relation (l) on a alors: R21 10 —~ = P OU R21 = pR1 1 R11 Et pour satisfaire à la relation (2) pour un grand domaine de régulation on a alors: R21^ B3R19 ^ Donc spRi-j ^ B3R19 par exemPle B3R19 Et comme en pratique généralement R^ = R^ on a alors B^ ^ p, par exemple B^ = p 72 07652 9 2128646 Revendications : 1 . Circuit intégré à seuil appelé à être utilisé dans un circuit de commande automatique de gain d'un récepteur dé télévision, ce circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte un premier 5 transistor dont la base constitue l'entrée du circuit à seuil et dont l'émetteur est relié à l'association en parallèle d'une diode et d'une jonction base—émetteur d'un deuxième transistor, le collecteur du premier transistor étant relié, en ce qui concerne le courant continu, à un premier point de connexion du circuit 10 intégré en vue de fournir une tension de régulation pour une partie du récepteur de télévision et le collecteur du deuxième transistor est couplé, en ce qui concerne le courant continu, à un deuxième point de connexion du circuit intégré en vue de fournir une tension de régulation pour une autre partie du récepteur de 15 télévision. 2. Circuit intégré à seuil selon la revendication 1, ca ractérisé en ce que le collecteur du deuxième transistor est isLié au deuxième point de connexion. 3- Circuit intégré à seuil selon la revendication 1 carac 20 térisé en ce que le collecteur du deuxième transistor est relié à une résistance vers un point d'alimentation et à une association en parallèle d'une deuxième diode et de la jonction base-émetteur d'un troisième transistor dont le collecteur est relié, du point de vue courant continu, au deuxième point de connexion. 25 h. Circuit intégré à seuil selon la revendication 2 avec lequel la diode est formée par un transistor dont la base et le collecteur sont reliés entre eux et à la base du deuxième transistor et dont l'émetteur est relié à l'émetteur du deuxième transistor, ce circuit étant caractérisé en ce que le rapport entre la 30 surface de la jonction base-émetteur du deuxième transistor et * l _ celle de la jonction base-emetteur du transistor connecte comme diode, rapport étant égal au rapport entre le courant à travers le deuxième transistor à l'état partiellement saturé et le courant correspondant à travers le premier transistor à l'état par-35 tiellement saturé, se situe entre 4 et 10. 5- Circuit intégré à seuil selon la revendication 3 avec lequel les diodes précitées sont des transistors dont la base et le collecteur sont reliés entre eux et à la base de la jonction base-émetteur monté en parallèle tandis que l'émetteur b0 des transistors montés comme diode est relié à l'émetteur de la 72 07652 10 2128646 jonction base-émetteur montée en parallèle, ce circuit étant caractérisé en ce que le rapport entre la surface de la jonction base-émetteur du deuxième transistor et celle de la jonction base-émetteur du transistor monté en parallèle comme diode est pratiquement égale à 1 et que le rapport entre la surface de la jonction base-émetteur du troisième transistor et celle de la jonction base—émetteur du transistor connecté en parallèle comme deuxième diode est pratiquement égale à une valeur située entre 4 et 10.