Brevet FR2237368A1 — publié le 19750207

Da présente invention concerne un convertis Beur de tension en fréquence comprenant, d'une part un amplificateur opérationnel branché en intégrateur dans le circuit de réaetion duquel se trouve un condensateur, d'autre part un étage à valeur limite relié à la sortie de cet amplificateur et provoquant une inversion de polarité de la tension d'entrée sur ledit amplificateur lorsque celle-oi atteint une valeur limite supérieure ou inférieure. Bes convertisseurs de tension en fréquence de ce genre accusent, même dans une gamme de fréquences étendue, -une bonne linéarité de la fréquence de sortie par rapport à la tension d'entrée. Mais, plus la fréquence de sortie du convertisseur est élevée, plus l'amplificateur opérationnel doit être rapide pour qu'il ne se produise pas d'erreurs par défaut. Or, les amplificateurs opérationnels rapides sont fort compliqués et par conséquent croûteux, si bien que leur utilisation pose un problème économique-. On connaît par la prépublication du brevet allemand n 1 908 622 un convertisseur de tensionen fréquence qui comporte un- amplificateur opérationnel, un condensateur dans le circuit de réaction et un circuit comparateur relié à la sortie de l'amplificateur et 4éclenchant , à l'arrivée de la tension à une valeur fixée à 'avance, la fermeture pour un temps prédéterminé d'un interrupteur placé dans le circuit de décharge du condensateur.Cette fermeture de l'interrupteur à-- -la fin du cycle d' intégration entraSne la décharge du condensateur. Ladite décharge ne peut évidemment pas titre instantanee et demande au contraire un certain temps - or, il faut qu'elle soit complète aussi introduit-on ,à cet effet, des éléments de temporisation dans de- tels -convertisseurs, éléments qui contribuent cependant au caractère non linéaire de ceux-ci.Pour rétablir dans ces conditions la linéarité voulue, on insère dans le circuit de réaction une impédance choisie, par rapport à la capacité du condensateur et au temps prédéterminé, en sorte qué la conversion en fréquence soit alinéaire pour toutes valeurs de la tension d'entrée parvenant à l'amplificateur, cela durait que ladite impédance ainsi branchée engendre une tension compensatrice des manques de linéarité. La meme difficulté ne se présente pas avec les convertisseurs'de tension en fréquence envisagés ici, dans lesquels n'intervient toujours qu'une simple inversion de charge du condensateur. L'invention a pour objet un convertisseur de tension en fréquence, du genre annoncé, dont le montage életri- que soit tel que, de hautes fréquences de sortie, il 7 suffise d'amplificateurs économiques. Ce convertisseur est caractérisé par le fait qu'il comporte, en série avec le condensateur , une résistancé de compensation calculée en sorte qu'il ne se présente pas de manques de linéarité dans une gammea X tierminée de ten- sions et fréquences. On peut contrebalancer/entièrement l'erreur par défaut due au fait que l'amplificateur opérationnel soit beaucoup plus lent. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée d'un mode de réalisation pris comme exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur le quel la figure 1 est le schéma électrique d'un convertisseur de tension en fréquence de type usuel la figure 2 est un diagramme de la tension de ce convertisseur en fonction du temps la figure 3 est le schéma électrique d'un oonvertisseur de tension en fréquence selon ladite invention ; la figure 4 est le diagramme de tension de ce convertisseur selon l'invention. La référence 1 désigne un amplificateur op6- rationnel branché en intégrateur auquel la tension arrive par une borne d'entrée 2. Un condensateur 4 est inséré dans le circuit de réaction 3 de cet amplificateur 1, à la sortie duquel est relié un étage à valeur limite 5 qui inverse de polarité, d'une façon non représentée, la tension d'entrée dudit amplificateur 1 lorsqu'elle atteint une valeur limite supérieure ou inférieure. Si l'amplificateur opérationnel est suffisamment rapide, la tension d'entrée à l'instant où elle atteint la valeur limite supérieure +UG, change de polarité, ce qui a pour effet de décharger le condensateur, puis de lui conférer une charge opposée.Arrivée à la valeur limite inférieure -UG, à l'in8- tant T2, cette même tension d'entrée change à nouveau de polarité par l'effet de l'étage à valeur limite 5, et ces inversions de polarité se renouvellent aux instants X3, 4, etc. Si l'on utilise en revanche, par souci d'économie, un amplificateur opérationnel peu cofteux, par conséquent moins rapide, l'inversion de polarité a lieu non plus exactement à l'instant Ti, mais 4 un instant T1' plus tardif, comme l'indique le tracé en trait mixte.Les changements de polarité suivants sont également décalés des instants 22} T3 , T4 à d'autres instants T2', T3', 4'. I1 intervient donc une erreur par défaut, c'est-à-dire que la tension d'entrée et la fréquence da sortie ne sont plus exactement en relation L'invention permet d'annuler catta erreur par l'insertion, conformément à la figure 3, d'une résistance de compensation 6 dans le circuit de réaction. Comme on le voit d' après la figure 4, basée sur les m8mes valeurs limites +UG, -UG de étage 5, l'inver sion de polarité n'a toujours lieu qu'aux instants T1', T2', T3', T3', 4', mais l'insertion de la résistance 6 dans le circuit de réac- tion introduit une tension d'une valeur telle que l'on regagne la caractéristique initiale après lesdites inversions de polarité, ce qui revient à pratiquer celles-ci aux mêmes instants T2, T3, T4 que sur la figure 2. REVEI)I CATI ON Convertisseur de tension en fréquence comprenant, d'une part un amplificateur opérationnel branché en intégrateur dans le circuit de réaction duquel se trouve un condensateur, d'autre part un étage à valeur limite relié à la sortie de cet amplificateur et provoquant l'inversion de la polarité de la tension d'entrée sur ledit amplificateur lors- que celle-ci atteint une valeur limite supérieure ou inférieure, convertisseur caractérisé par le fait qu'il comporte, en série avec le condensateur,une résistance de compensation calculée en sorte qu'il ne se présente pas de manque de linta- rité dans une gamme déterminée de tensions et fréquences.