Brevet FR2233755A1 — publié le 19750110

La présente invention concerne un multivibrateur astable à fréquence ou taux d'impulsion réglable, en particulier pour multiplieur électronique, comprenant deux parties de montage identiques comportant chacune un premier transistor et un second transistor complémentaire du premier et couplé avec celuici, le collecteur du premier transistor étant relié, par l'intermédiaire d'une résistance de collecteur, à une borne de tension d1alimentation, tandis que son émetteur est connecté à une source de courant commandée, et un condensateur branché entre les émetteurs des premiers transistors respectifs des deux parties de montage. Des multivibrateurs astables à taux d'impulsion réglable sont utilisés, par exemple, dans des multiplieurs électroni ques. Dans cette application, le temps de charge et de décharge des éléments déterminateurs de temps du multivibrateur est réglé en fonction de l'un des deux facteurs à multiplier, de sorte que le multivibrateur émet une tension pulsée, dont le taux d'impulsion est modulé en fonction de ce facteur. Avec cette tension pulsée, on commande un inverseur électronique qui inverse la polarité d'un signal électrique proportionnel au second des deux facteurs à multiplier au rythme des oscillations du multivibrateur. L'inverseur électronique est constitué, en règle générale, par des transistors de commutation bipolaire ou par des transistors à effet de champ ; ces transistors sont commandés en push-pull, ce qui exige outre la tension pulsée précitée, une autre tension inversée par rapport à celle-ci.Des multivibrateurs symétriques comportant deux sorties dont l'une est inversée par rapport à l'autre conviennent, en conséquence, particulièrement bien pour cette utilisation particulière. Des exigences très impératives sont imposées en ce qui concerne la précision des multivibrateurs. D'une part, la dépendance fonctionnelle désirée du taux d'impulsion par rapport au premier des deux facteurs à multiplier doit être maintenue de façon très précise dans une large gamme de mesure ; d'autre part, les tensions pulsées apparaissant aux deux sorties doivent être rigoureusement en opposition de phase à chaque instant à considé rer. De plus, les multivibrateurs doivent fonctionner d'une manière fiable et fournir une tension pulsée d'une amplitude aussi indépendante que possible de la tension d'alimentation et d'un potentiel pouvant être choisi à volonté. Ces exigences impératives sont satisfaites d'une manière optimale par le multivibrateur connu du type mentionné ci-dessus. La base du premier transistor de chaque partie de montage de ce multivibrateur connu est couplée, par l'intermédiaire d'une diode Zener, avec le collecteur de l'autre transistor de la même partie de montage et, par l'intermédiaire d'une résistance, avec la masse. La résistance de collecteur du premier transistor de chaque partie de montage est formée de deux résistances partielles, la base du second transistor de chaque partie de montage est connectée au point de jonction des deux résistances partielles associées. L'invention a pour objet de modifier le multivibrateur connu de telle manière qu'on puisse le réaliser avec un nombre moindre de composants sans que nour cela les nombreux avantages mentionnés ci-dessus de la solution connue soient compromis. A cet effet, suivant l'invention, les deux parties du montage sont exclusivement couplées entre elles par l'intermédiaire du condensateur et, dans chacune des parties du montage, la base du second transistor est connectée au collecteur du premier et la base du premier transistor est reliée au collecteur du second. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui en représentent, à titre d'exemple non limitatif, plusieurs modes de réalisation. Sur ces dessins - la figure 1 représente un multivibrateur.destiné à fonctionner avec deux tensions d'alimentation - la figure 2 est un diagramme de formes d'ondes - la figure 3 représente un multivibrateur destiné à fonctionner avec une seule tension d'alimentation. Les multivibrateurs représentés sur les figures 1 et 3 comprennent chacun deux parties de montage indentiques, cou plées entre elles exclusivement par l'intermédiaire d'un condensateur O. les éléments identiques des deux parties du montage sont désignés par les mêmes références ; toutefois, pour distinguer les deux parties du montage, les références de la partie gauche sont complétées par le signe ' et celles de la partie droite sont complétées par le signe Dans le mode de réalisation de la figure 1, les deux parties du montage sont constituées chacune par un premier transistor T1 et par un second transistor T2 Le transistor 22 est complémentaire du transistor 21 ctest-à-dire que les deux tran- sistors sont de types de conductibilité opposés. Le collecteur du transistor 21 est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance de collecteur R1, à une borne de tension d'alimentation U+. Entre l'émetteur du transistor T1 et une borne de tension d'alimentation UI est branchée une source de courant commandée lo qui n'est représentée que schématiquement. La base du transistor T2 est directement reliée au collecteur du transistor 1 associé et la base du transistor Ta est directement reliée au collecteur du transistor T2 associe, L'émetteur du transistor T2 est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance d'émetteur R2, à la borne de tension d'alimentation U+ et son collecteur est relié, par l'intermédiaire d'une résistance de collecteur R3, à un point de potentiel nul (masse). Les deux parties du montage du multivibrateur fonctionnent en push-pull. Lorsque les deux transistors de l'une des parties du montage sont conducteurs, les deux transistors de l'autre sont bloqués. Par rapport à l'émetteur du transistor T1, la partie du montage, dont les transistors T1 et T2 sont conducteurs, est équivalente à une résistance négatives Il en résulte que l'état dans lequel les transistors des deux parties du montage sont conducteurs est instable et entraîne toujours nécessairement un blocage rapide des transistors de l'une des parties du montage. lorsque, par exemple, les transistors T11 et T2, sont conducteurs, les courants des deux sources de courant Io' et I," s'écoulent à partir de l'émetteur du transistor 21' ; le courant I0' s'écoule directement dans la source correspondante tandis que le courant s'écoule vers la source correspondante par l'intermédiaire du condensateur C. Sur la figure 2, la tension UO' décroissante de la résistance R' et la tension UE' de l'émetteur du transistor T1', ainsi que le courant émetteur IE' et le courant de condensateur IC sont représentés en fonction du temps. Les ten sions et courants correspondants de l'autre partie du montage ont une allure analogue mais sont déphasés de 1800.Pendant la demi-période DA les transistors 21' et 22' sont conducteurs tandis que, pendant la demi-période T3, ce sont les transistors T11' et 22" qui sont conducteurs. A travers 1 condensateur C passent, pendant la demi-période TA, le courant de la source de courant Io" et, pendant la demi-période TB, en sens inverse, le courant Io'* La tension de sortie UO de la partie de montage conductrice peut être exprimée par la formule où UEB désigne la tension base-émetteur du transistor T2 conducteur. La tension de sortie UO de la partie de montage bloquée est nulle.L'excursion de tension de sortie AUO = UO est donc indépendante de la tension d'alimentation du multivibrateur. Pendant toute la durée de la demi-période 0, la tension d'émetteur UE' du transistor T1' conducteur reste constante. La tension d'émetteur UE" du transistor T1", par contre, décroît suivant une fonction monotone à une vitesse proportionnelle au courant de la source de courant Iol' Dès que la tension décroissante UE" tombe à la valeur -UEB, le transistor T1" commence à être conducteur. Dans le transistor T211 commence, également, à passer un courant ce qui rend le transistor 21" encore plus conducteur et ce qui provoque une croissance en avalanche du courant passant dans les deux transistors. Ce processus, qui se déroule dans la partie droite du montage, est encore renforcé par un processus inverse se déroulant dans la partie gauche.Par suite de l'inversion, la tension entre les deux élec trodes du condensateur C croit en échelon à raison de la valeur # UO". La demi-période T3 se déroule d'une manière analogue. La durée de période T = TA + T3 est, également, indépendant de la tension d'alimentation : 2 = TA + T3 = (t Uo' + # U0") . C . ( 1 + 1 ) I0' I0" Pour le taux d'impulsion TA/t'B, on a donc Le multivibrateur de la figure 1 exige une tension d'alimentation négative.Sur la figure 3 est représentée une variante qui n'exige qu lune seule tension d'alimentation. À cet effet, il suffit de remplacer chacune des résistances R3 du montage de la figure 1 par-un diviseur de tension R3A , R3B, dont le curseur est connecté au collecteur du transistor T2 associé, dont la résistance partielle R3A est reliée à la borne de tension d'alimentation U , et dont la résistance partielle R3B est connectée, conjointement à la borne non reliée à un émetteur de la source de courant 1o associée, à une borne de tension d'alimentation 0 commune aux deux parties du montages Le mode de fonctionnement du multivibrateur de la figure 3 est identique à celui du montage de la figure 1.Les équations précédemment mentionnées sont, également, valables pour la figure 3 si l'on adopte, dans le cas de celle-ci, la formule Contrairement au cas de la figure 1, la tension de sortie de la partie de montage bloquée n'est pas nulle et est déterminée par le diviseur de tension R3A, R3B. La tension de sortie UO des multivibrateurs décrits est fonction de la tension base-émetteur UEB des transistors T2 et, par conséquent, de la température de ces transistors. L'influence de la température peut être compensée par deux diodes D montées chacune en série avec la résistance de collecteur du transistor T1 associé (figure 3). Dans l'exposé ci-des st on a considéré qu'on utilisait, comme tension de sortie du multivibrateur, la tension aux bornes de la résistance R3 ou de la résistance R3B. On peut, également recueillir, comme tension de sortie du multivibrateur, la tension aux bornes de la résistance R2 ou celle de la résistance R3A. Ces possibilités permettent d'adapter le potentiel et l'amplitude du signal de sortie aux exigences individuelles. REvEstnIcA2Ions 1) Multivibrateur astable à taux d'impulsion réglable, en particulier pour multiplieur électronique, comprenant deux parties de montage identiques comportant chacune un premier transistor et un second transistor complémentaire du premier et couplé avec celui-ci, le collecteur du premier transistor étant relié, par l'intermédiaire d'une résistance de collecteur, à une borne de tension d'alimentation, tandis que son émetteur est connecté à une source de courant commandée, et un condensateur branché entre les émetteurs des premiers transistors respectifs des deux parties de montage, ledit multivibrateur étant caractérisé en ce que les deux parties du montage sont exclusivement couplées entre elles par l'intermédiaire du condensateur et en ce que dans chacune des parties du montage, la base du second transistor est connectée au collecteur du premier et la base du premier transistor est reliée au collecteur du second. 2) BBultivibrateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'émetteur du second transistor de chacune des deux parties du montage est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance d'émetteur, à la borne de tension d'alimentation (U+) de l'ensemble du montage. 3) llultivibrateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le collecteur du second transistor de chacune des deux parties du montage est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance de collecteur, à un point de potentiel nul. 4) Siltivibrateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que le collecteur du second transistor de chacune des parties du montage est reliée, par l'intermédiaire d'une première résistance, à la borne de tension d'alimentation (U+) de l'ensemble du montage et, par l'intermédiaire d'une seconde résistance, à une autre borne de tension d'alimentation de l'ensemble du montage connectée aux bornes respectives non reliées à un émetteur des sources de courant. 5) Xiltivibrateur suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'une diode est montée en série avec la résistance de collecteur du premier transistor de chaque -partle du montage.