Brevet FR2130330A1 — publié le 19721103

l Les circuits intégrateurs électroniques précis de type antérieur, tels que ceux constitués par un amplificateur opérationnel à réaction capacitive, et qui sont destinés à intégrer des signaux itératifs ou répétés de tension, effectuent 5 la sommation de l'aire comprise sous la courbe de tension de la fonction à intégrer, entre des limites d'intégration déterminées. La sommation s'effectue par rapport à un axe déterminé par la tension d'entrée du circuit amplificateur d'intégration. Cet axe peut ne pas être celui sur lequel la courbe de 10 la tension intégrée se termine à la même valeur de tension que celle à laquelle elle avait débuté. La tension à la fin de la courbe de la tension intégrée peut donc être notablement supérieure ou inférieure à la tension du début de la courbe. Dans de nombreux cas, il est souhaitable d'extraire de la 15 courbe de tension initiale, une courbe de tension intégrée dont la tension a la même valeur au point initial et au po'int final," c'est-à-dire aux deux limites d'intégration. De cette manière, la courbe de la tension intégrée a la même, forme, quelle que soit sa position ou son décalage par rapport à l'axe 20 déterminé par le circuit d'intégration. La présente invention concerne un circuit d'intégration selon lequel toute différence de la tension intégrée, à la fin de l'intégration de l'une d'une série de signaux répétés de tension, ramène la fin de la courbe de tension intégrée du si-25 gnal suivant à la même valeur de tension que celle de son début. Selon un mode particulier de réalisation, cette différence de tension provoque l'apparition d'un courant constant qui est appliqué à l'entrée de l'amplificateur du circuit d'intégration pendant l'intégration d'un signal suivant, de manière 50 que la courbe de tension intégrée se termine à la même valeur que celle à laquelle elle a commencé. Le courant nécessaire est délivré par un circuit simple qui, à la fin de chaque intégration et en fonction du courant de décharge du condensateur d'intégration d'un circuit intégrateur à amp3.ificateur • 55 opérationnel, ramène le circuit d'intégration dans un état de repos dans lequel la tension de sortie de l'amplificateur du circuit est égale à sa tension d'entrée. Le circuit intégrateur perfectionné selon l'invention intègre donc les signaux successifs d'une série de signaux 40 répétés de manière telle que la tension à la fin de chaque 72 09193 2 2130330 courbe de tension intégrée, résultant de l'intégration de l'un de ces signaux, soit sensiblement la même que la tension du dé but de la courbe. L'invention sera décrite plus en détail en regard des 5 dessins annexés à titre d'exemple nullement limitatif et sur lesquels : la figure 1 est le schéma simplifié d'un circuit selon la présente invention ; la figure 2 représente le schéma plus détaillé de deux 10 de.s circuits de la figure 1 connectés en série, la figure 3 est un ensemble de courbes illustrant le fonctionnement des circuits des figures 1 et 2, et la figure 4 représente le schéma d'un autre mode de réalisation. 15 La figure 1 représente un circuit intégrateur à amplifi cateur opérationnel comportant un amplificateur différentiel 10 à gain élevé, un condensateur d'intégration 12 connecté entre l'entrée négative et la sortie de l'amplificateur 10 et une résistance d'entrée 14 connectée entre l'entrée négative 20 de l'amplificateur 10 et la borne d'entrée 16 à laquelle sont appliqués les signaux de tension à intégrer. L'entrée positive de l'amplificateur 10 est connectée à la masse, de sorte que la tension à l'entrée négative de l'amplificateur est maintenue sensiblement au potentiel de la masse. Il est cependant 25 bien entendu que cette entrée positive peut être connectée à toute source appropriée de tension fixe ou réglable, de manière que la tension à l'entrée négative et à l'entrée positive de l'amplificateur 10 soit fixée à ce potentiel. Le circuit de la figure 1 comporte également un autre 30 amplificateur différentiel 18 dont l'entrée négative est connectée à l'entrée négative de l'amplificateur 10 et dont l'entrée positive est connectée,' par l'intermédiaire d'une diode 20, à'la sortie de l'amplificateur 10. La figure montre également une autre diode 22 qui fait partie de l'amplificateur 18 35 et qui est connectée entre l'entrée négative et l'entrée positive de cet amplificateur.■ Les diodes 20 et 22 sont donc connectées en série-opposition entre la sortie de l'amplificateur 10 et son entrée négative. Selon le mode de réalisation de la figure 1, les cathodes de ces diodes sont connectées en- 40 semble et une impulsion négative 24 de commande peut être 72 09193 3 21303310 appliquée au point commun entre les diodes par l'intermédiaire d'une borne d'entrée 26 d'impulsions de commande, et d'une résistance 28. Entre les impulsions de commande 24, la tension de la 5 borne 26 est suffisamment positive pour bloquer les deux diodes 20 et 22 et, dans ces conditions, tout courant qui circule dans la résistance 14 charge le condensateur 12 du circuit d'amplificateur opérationnel, la tension de sortie de l'amplificateur 10 varie directement en fonction de la charge du con-10 densateur 12. les signaux successifs sont intégrés pendant les périodes qui s'écoulent entre les impulsions de commande 24- Ces impulsions de commande 24 sont suffisamment négatives par rapport à la tension de sortie de l'amplificateur 10 pendant que le circuit fonctionne pour débloquer la diode 20. La 15 diode 20 fixe la tension négative appliquée à l'entrée positive de l'amplificateur 18 à une valeur égale à celle de la tension de' sortie de l'amplificateur 10, augmentée de la propre chute de tension dans la diode.Si à ce moment,la tension de sortie de l'amplificateur 10 est plus négative que sa tension 20 à l'entrée négative, la diode 22 est également débloqtiée. Le condensateur 12 est chargé à ce moment par la différence de tension entre la sortie et l'entrée négative de l'amplificateur 10. Cette charge du condensateur 12 se décharge par la diode 22. Lu fait que la tension à la borne 26 est plus néga-25 tive que la tension à l'entrée négative de l'amplificateur 10, le courant de décharge du condensateur circule du condensateur 12 à la borne 26, par la diode 22 et la résistance 28. La tension de sortie de l'amplificateur 10 revient à sa valeur de repos qui est la même que la tension à sa borne d'entrée 50 négative. Cela termine l'intégration à la fin d'un signal à intégrer. La décharge du condensateur 12 s'effectue rapidement et au début de l'impulsion de commande 24 et elle constitue un signal d'entrée positif appliqué à l'entrée négative de l'amplificateur 18 qui délivre donc une courte impulsion 35 négative 30 à sa borne de sortie. Le circuit de la figure 1 comporte également une.diode 32 connectée en série avec la résistance 34} entre la sortie de l'amplificateur 18 et l'entrée négative de l'amplificateur 10. Une armature d'un condensateur 36 est connectée au point 40 commun entre la diode 32 et la résistance 34 et son autre 72 09193 4 2130330 armature est connectée à la masse. La crête de l'impulsion négative 30 produite à la sortie de l'amplificateur 18 est détec tée par la diode 32 et charge le condensateur 36. La constante de temps du circuit à résistance-condensateur constitué par 5 la résistance 34 et le condensateur 36 est suffisamment élevée pour que toute charge du condensateur 36 fasse circuler un courant constant du condensateur 12 au condensateur 36, par l'intermédiaire de la résistance 34, pendant l'intégration suivante d'un signal. Ce courant est proportionnel à la dif-10 férence entre la tension de sortie de l'amplificateur 10 et la tension à l'entrée négative de cet amplificateur, au début de l'impulsion de commande 24 qui termine l'intégration d'un signal» Il en résulte"que l'intégration du signal suivant se termine à une tension qui est sensiblement la même que la ten-15 sion de la borne négative de l'amplificateur 10, c'est-à-dire que la tension de sortie au repos de ce dernier, à laquelle l'intégration de ce signal a commencé. Le circuit de la figure 1 comporte également une autre résistance 38 connectée entre la source de tension positive 20 et l'entrée négative de l'amplificateur 10. Cette résistance délivre un autre courant constant à l'entrée négative de l'amplificateur 10 qui empêche la tension de sortie de cet amplificateur de devenir positive par rapport à la tension à son entrée négative, lorsque l'impulsion de commande 24 est 25 appliquée au point de jonction entre les diodes 20 et 22, Si " la sortie de l'amplificateur 10 atteignait cette tension positive, la diode 22 ne serait pas débloquée par'11 impulsion de commande. La sortie de l'amplificateur 10 ne reviendrait pas à sa valeur de repos égale à la tension à son entrée négative, 30 le condensateur 12 ne se déchargerait pas et le circuit cesserait de fonctionner correctement. Le courant dans la résistance 38 maintient également' la diode' 22 débloqués pendant la dernière partie d'une impulsion de commande 24, de manière que la tension de sortie de l'amplificateur 10 soit - maintenue à la 35 même valeur que la tension à son entrée négative pendant toute la durée de 1'impulsion'24- La figure 2 représente plus en détail deux des circuits de la figure 1 connectés en série et montre également plus en détail un amplificateur 18 approprié. Les composants du cir-40 cuit d'intégration représentés à la gauche de la figure 2 72 09193 2130330 portent les mêmes références que les composants correspondants de la figure 1, et les composants du circuit d'intégration représentés à la droite de la figure 2 portent également les mêmes références que les éléments correspondants, suivies de 5 la lettre a. Ainsi que le montre la figure 2, l'amplificateur 18 comporte un transistor PNP d'entrée 40 dont la jonction émetteur-base constitue la diode 22 de la figure 1„ l'une des extrémités de la résistance 28 est connectée à la borne d'entrée 26 à laquelle sont appliquées les impulsions de commande 10 24, et l'autre extrémité de cette résistance est connectée entre la diode 20 et la base du transistor 40. Une résistance de charge 42 est connectée entre le collecteur du transistor 40 et une source de tension négative. Le collecteur de ce transistor est également connecté à la base d'un transistor ïfPïT 15 44, dont l'émetteur est connecté à une source de tension négative et dont le collecteur est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance 46, à une source de tension positive. Un générateur 48 de dents de scie, qui peut être par exemple déclenché par le flanc arrière d'une impulsion de commande 24, dé-20 livre un signal 50 en dent de scie négative qui doit être intégré. Le signal en dent de scie a été choisi à titre d'exemple et il est bien évident que n'importe quel type de signal provenant d'une autre source pourrait être appliqué au circuit d'intégration selon la présente invention. 25 Le signal d'entrée 50 en dent de scie négative est éga lement représenté sur la figure 3. En l'absence des courants d'entrée provenant de la résistance 38 et de la résistance 34 de la figure 2, le signal de tension de sortie intégré correspondant au signal d'entrée 50 en dent de scie aurait la 30 forme représentée en 52 sur la figure 3j c'est-à-dire un arc de parabole. La tension du signal intégré à la fin de l'intégration serait donc positive par rapport à l'axe 54 d'intégration déterminé par la tension constante à l'entrée négative de l'amplificateur 10. Ce signal n'a pas la forme vou-35 lue, et en outre, la sortie du circuit d'intégration de la gauche de la figure 2 n'aurait pas été ramenée à son état de repos par l'impulsion de commande 24 suivante, ainsi que décrit en regard de la figure 1. Un courant constant est cependant fourni au condensateur 12 par la résistance 38« Cette 4° résistance et la tension positive à laquelle elle est 72 09193 6 2130330 connectée sont choisies de manière que ce courant sôit suffi-sant pour déplacer le signal 50 dans le sens positif par rapport à l'axe d'intégration 54 et pour obtenir ainsi le signal 50' représenté également sur la figure 3. Cela peut également 5 être considéré comme l'addition au signal 50, d'une tension positive 58 constante représentée à la droite de la figure 3. L'intégration du signal de tension 50' résultant donne le signal intégré 60 qui se termine à une tension négative par rapport à l'axe 54. 10 Le signal 60 constitue encore un arc de parabole mais il n'a pas la forme voulue. Ainsi que décrit en regard de la figure 1, si le signal intégré, le signal 60 par exemple, se termine à une tension négative par rapport à la tension à l'entrée négative de l'amplificateur 10, c'est-à-dire par rapport à la 15 tension de l'axe d'intégration 54, le condensateur 36 est chargé et il applique un courant constant à l'entrée négative de l'amplificateur 10, par l'intermédiaire de la résistance 34* Lorsque la diode 22 est débloquée par le flanc avant de l'impulsion de commande 24, la forme de la tension au collec-20 teur du transistor 40 est celle représentée en 62 sur la figure 2. Le courant de décharge du condensateur 12, circulant dans la jonction émetteur-base du transistor 40, jfait apparaître d'abord au collecteur de celui-ci une impiâ/ion sion positive, suivie d'une tension moins positive due au cou-25 rant provenant" de la source de tension positive qui continue à circuler dans la jonction émetteur—base et la résistance 38. L'impulsion de tension 62 débloque le transistor 44 qui délivre, à son collecteur, l'impulsion de tension négative 30. Mais, après cette impulsion courte, la tension au collecteur 30 du transistor 40 est insuffisante pour débloquer le transistor 44• Seule une courte impulsion de tension 30 apparaît donc à la sortie du transistor 44. La tension de crête de l'impulsion 30 est proportionnelle à la charge du condensateur 12, qui est elle-même proportionnelle à la différence entre la 35 tension de sortie de l'amplificateur 10 et la tension à l'entrée négative de cet amplificateur. L'échelle des impulsions 6.2 et 30 est beaucoup plus grande que celle des autres signaux représentés sur la figure 1 et l'échelle de l'impulsion 62 est plus grande que celle de l'impulsion 30. 40 Le courant résultant qui circule dans la résistance 34 72 09193 7 2130330 déplace le signal 50' de la figure 3 dans le sens négatif par rapport à l'axe d'intégration 54 j de manière à produire le signal 50" en dent de scie qui se termine sur l'axe 54. Cette translation du signal 50' par rapport à l'axe 54, qui produit 5 ainsi le signal 50", consiste en fait à ajouter une tension négative 64» représentée sur la figure 3, au signal 50'. Le si-. gnal intégré 66 résultant est un arc de parabole qui commence et se termine sur l'axe 54 et qui est symétrique autour d'un axe vertical. Il est évident que c'est grâce à cette transla-10 tion du signal 50 vers la position du signal 50", dans laquelle ce dernier se termine sur l'axe 54 déterminé par l'intégration, que le signal intégré 66 se termine également sur l'axe 54. Toute légère variation de la tension de sortie à la fin du signal 66, par rapport à la tension de l'axe d'intégration 15 54 représentant la tension à l'entrée négative de l'amplificateur, entraîne une correction de la tension aux; bornes du condensateur 36, qui corrige cette variation» Le signal de sortie 66 du circuit d'intégration de la gauche de la figure 2 peut être appliqué à un circuit d'inté-20 gration exactement semblable, représenté à la droite de cette figure. En l'absence de la résistance 38a qui délivre un courant provenant d'une source de tension positive, le signal négatif 66 ferait apparaître un signal intégré se terminant à une tension positive par rapport à l'axe d'intégration 54» 25. L'amplificateur 18a fournit un courant de correction tel que le signal intégré commence et se termine sur l'axe d'intégration 54. Le signal résultant est représenté par une courbe du troisième degré en forme de S. Le signal intégré 66, en forme d'arc de parabole, peut être appliqué par exemple à un 30 circuit de correction de distorsion en coussin d'images de télévision et le signal 68 en forme de S peut servir par exemple à la correction dynamique de la vitesse de balayage dans le cas où l'écran d'un tube de télévision, ou autre tube à rayons cathodiques, est plat ou tout au moins n'est pas incur-35 vé suffisamment pour être concentrique avec le point de déflexion du faisceau d'électrons. Les circuits des figures 1 et 2 sont également susceptibles d'intégrer des signaux d'entrée à prédominance positive, mais le signal, intégré tend à se terminer à une tension négative par rapport à l'axe 54. En outre,1'effet de la 72 09193 8 2130330 résistance 38 connectée à une tension positive est additif, de sorte qu'une charge plus importante est introduite dans le circuit de correction constitué par l'amplificateur 18, le condensateur 36 et la résistance 34. 5 La figure 4 représente un circuit susceptible d'intégrer n'importe quel type de signal d'entrée dont la prédominance peut se trouver d'un côté ou de l'autre de l'axe 54 de la figure 3. Le circuit constituant la moitié inférieure de la figure 4 est sensiblement le même que les circuits des figures 1 10 et 2 et les éléments correspondants sont désignés par les mêmes références. Le circuit constituant la moitié supérieure de la figure 4 est symétrique de celui constituant la moitié inférieure, à l'exception près que toutes les polarités sont inversées et que les -transistors PÏFP sont remplacés par des 15 transistors KPN et réciproquement» De même, les diodes sont inversées. Les deux circuits de la figure 4 comportent une entrée commune 16 à laquelle sont appliqués les signaux répétitifs à • intégrer,ainsi qu'un amplificateur 10 commun et un condensa-20 teur d'intégration 12 commun. La résistance 38 est éliminée car le courant qui maintient débloquée la diode 22 du transistor 40 est fourni à cette diode par la diode 22' du transistor 40' et réciproquement, pendant la dernière partie des impulsions de commande 24 et 24' symétriques, appliquées respec-25 tivéHiient aux bornes de commande 26 et 26' . Si le signal à intégrer a tendance à faire apparaître un signal intégré qui se termine à une tension négative par rapport à l'axe d'intégration 54 de la figure 3, le circuit de correction constitué par le transistor 40 délivre une ten-30 sion de correction telle que le signal intégré suivant se termine sur l'axe 54* Le condensateur 12 se décharge donc par la jonction émetteur-base du transistor 40 et provoque la charge du condensateur 36. Par ailleurs, si le signal à intégrer est tel que le signal intégré se termine à une tension positive 35 par rapport à l'axe 54} le condensateur 12 se décharge par la jonction émetteur-base 22' du transistor 40' et le circuit de correction associé à ce transistor délivre, à partir du condensateur 36', le courant de correction nécessaire pour l'intégration suivante. Pendant la dernière .partie des impulsions 40 4e commande 24 et 24', les jonctions émetteur-base des transis 72 09193 9 2130330 tors 40 et 40' sont suffisamment débloquées pour maintenir la tension de sortie de l'amplificateur 10 à sa valeur de repos, égale à la tension à son entrée négative. Les signaux intégrés délivrés par les circuits d'inté-5 gration selon l'invention peuvent également servir à la correction des circuits de déflexion de tubes à rayons cathodiques àdéflexion magnétique et à la correction de signaux de convergence de tubes à plusieurs faisceaux de télévision en couleur. 10 II va de soi que de nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté sans sortir du cadre de l'invention. 72 09193 2130330 REVENDICATIONS 1.- Circuit d'intégration successive des signaux itératifs d'une série, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit d'intégration qui détermine un axe d'intégration desdits si- 5 gnaux, un circuit de commande qui provoque le déclenchement du-dit circuit d'intégration en un point déterminé de chacun desdits signaux, de manière que les signaux intégrés commencent sur ledit axe, ledit circuit de commande arrêtant ladite intégration à la fin d'une période d'intégration de manière à 10 produire un signal intégré pendant ladite période, un circuit commandé par une différence de tension entre celle qui correspond audit axe et la tension du signal intégré à la fin- de ladite période d'intégration décalant les signaux à intégrer par rapport audit axe drintégration de manière que la tension du 15 signal intégré à la fin de ladite intégration d'un signal suivant soit sensiblement la même que la tension du signal intégré au début de ladite intégration dudit signal suivant. 2.- Circuit intégrateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit d'intégration comporte un am- 20 plificateur auquel est appliquée une tension d'entrée constante qui détermine ledit axe d'intégration. 3.- Circuit intégrateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit circuit d'intégration est à amplificateur opérationnel et comporte un condensateur d'intégration, 25 ce circuit délivrant une tension de sortie qui est égale, au début de ladite intégration, à la tension d'entrée dudit amplificateur, ledit circuit commandé par ladite différence de tension fournissant un courant sensiblement constant audit con densateur pendant l'intégration dudit signal suivant, de ma-30 nière que la tension de sortie dudit amplificateur opérationnel soit sensiblement la même que ladite tension d'entrée à la fin de ladite intégration dudit signal' suivant. 4.- Circuit intégrateur selon la revendication 3> caractérisé en ce que ledit circuit de commande comporte deux dio- 35 des connectées en série-opposition entre l'entrée et la sortie dudit amplificateur, l'une desdites diodes étant constituée par la jonction émetteur-base d'un transistor dont l'émet teur est connecté à la sortie dudit amplificateur, ledit circuit de commande comportant un circuit qui applique, au point 4-0 de jonction entre lesdites diodes, une impulsion de commande 72 09193 ii 2130330 dont la-polarité est telle qu'elle débloque lesdites deux diodes s'il existe, entre lès tensions d'entrée et de sortie dudit amplificateur et ladite tension de sortie, une différence dont la polarité par rapport à ladite tension d'entrée est la 5 même que par rapport à ladite impulsion de commande, de manière à décharger toute charge dudit condensateur par ladite diode et à délivrer au collecteur dudit transistor une impulsion de sortie qui varie en fonction de ladite différence de tension, un autre circuit délivrant ledit courant constant en fonction 10 de ladite impulsion de sortie. 5.- Circuit intégrateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit commandé par ladite impulsion de sortie comporte un circuit qui amplifie ladite impulsion de sortie en inversant sa polarité et charge un condensateur, et 15 un circuit qui décharge ce condensateur par une résistance connectée à l'entrée dudit amplificateur. 6-.- Circuit intégrateur selon la revendication 5, caractérisé en ce que ledit circuit d'intégration comporte un circuit destiné à empêcher que la polarité de ladite tension 20 de sortie dudit amplificateur par rapport à ladite tension d'entrée soit opposée à celle de ladite impulsion de commande. 7.- Circuit intégrateur selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit circuit d'intégration comporte un circuit connecté en parallèle sur le premier circuit de commande, 25 lesdits deux circuits de commande étant réalisés de manière que si des tensions de polarité opposée leur sont appliquées, l'un ou l'autre de ces circuits de commande fournisse à l'entrée dudit amplificateur un courant constant tel que sa tension de sortie à la fin de l'intégration dudit signal suivant 30 soit sensiblement la même que ladite tension d'entrée, quelle que soit la polarité de ladite tension de sortie à la fin de l'intégration d'un signal précédent.