Brevet FR2242810A1 — publié le 19750328

La présenté invention a pour objet un montage pour l'amplification d'une différence de tensions continues et alternatives appliquées aux deux entrées d'un circuit d'amplification différentielle. De tels montages, dont on connaît un grand nombre de variantes, possèdent généralement une entrée symétrique et une sortie asymétrique. La figure 1 des dessins ci-annexés représente à titre d'exemple un montage amplificateur à forte résistance d'entrée et à sortie symétrique. I1 est constitué de deux amplificateurs opérationnels VI et V2 qui sont couplés en contre-réaction par l'intermédiaire de résistances RI, R2 et R3.Une tension différentielle appliquée aux entrées El et E2 est amplifiée d'un facteur : VDiff = (R1 + R2 + R3)tRl, à savoir le gain d'amplification en opposition. La tension amplifiée est recueillie aux sorties Al et A2 sous la forme d'une différence. Si l'on applique par contre une mebme tension aux entrées El et E2, par exemple en reliant l'une à l'autre ces deux entrées El et E2 et en leur appliquant une certaine tension par rapport à la masse, cette tension apparaît avec la mene valeur sur les sorties Al. et A2 par rapport à la masse de référence.La différence entre les tensions qui apparaissent ainsi aux sorties Al et A2 est nulle, du fait que la tension différentielle d'entrée est également nulle. la gain d'amplification en parallèle est ainsi égal à 11unité, du fait que chacun des amplificateurs s'épaule sur l'autre amplificateur par l'intermédiaire de la résistance R1 et que la tension commune appliquée ne donne lieu à la circulation d'aucun courant à travers cette résistance. La fréquence limite supérieure du circuit d'ampli- fication différentiele selon la figure 1 est fixée par la compensation de fréquence qui provoque un abaissement d'amplitude de 6 dB par octave et qui a pour but dlempebeher une entrée en oscillation de ltamplificateur couplé à contre-réaction. La compensation de fréquence peut être d'autant plus atténuée que l'amplification déterminée par les résistances de contre-réaction est elle-même plus importante. Un accroissement du gain dlamplification rend ainsi possible une élévation de la fréquence limite supérieure. La fréquence limite du circuit d'amplification différentielle de la figure 1 ne peut gtre élevée en dépit d'un gain important dlamplification en opposition, du fait que le gain d'amplification en parallèle n'est égal qu'à l'unité. On pourrait élever la fréquence limite en munissant la résistance R1 d'une prise médiane et en connectant cette prise à la masse de référence. De ce fait, le gain d'amplification en parallèle serait identique à celui d'am plification en opposition, et la fréquence limite pourrait autre élevée en raison de la moindre compensation de fréquence qui serait alors admissible.Le recours à un tel expédient n'est cependant guère pensable, puisqu' alors le circuit d'amplification différen tille serait subdivisé en deux amplificateurs indépendants l'un de l'autre et qu'on petit de ta sorte l'avantage de l'élimination de l'amplification en parallèle. La présente invention se donne ainsi pour but de concevoir un montage du genre précité, qui soit amélioré en ce qui concerne sa fréquence limite supérieure tout en maintenant llélimi- nation de l'amplification en parallèle. Ce but est atteint, conformément à l'invention, grâce au fait qu'aux deux entrées est connecté un circuit addition neur dont la sortie est reliée au circuit d'amplification différen- tielle de façon telle que le potentiel présent à la sortie du cir cuit additionneur constitue un potentiel de référence pour ledit circuit d'amplification différentielle. L'essentiel de la nouveauté du montage selon l'invention consiste ainsi en ce que le point milieu de potentiel des deux entrées à courant alternatif est main tenu à un potentiel qui correspond à celui de la masse pour t'am- plification en opposition, tandis qu'il diffère de la masse pour l'amplification en parallèle.Le circuit additionneur permet dtéta- blir un point médian qui se trouve porté au mu potentiel que le point milieu de la résistance R1, ce qui permet de ne pas influen cer l'élimination de l'amplification en parallèle dù montage. En outre, la sortie du circuit additionneur, c'est-à-dire le point de sommation, agit à la manière d'une prise sur la résistance R1 équivalente à la masse de référence. Le circuit d'amplification différentielle comporte de préférence deux amplificateurs dont les entrées de non-commande d'inversion forment les entrées dudit circuit et dont les entrées de commande d'inversion sont reliées l'une à l'autre par l'inter médiaire de résistances de même valeur dont le point de jonction est connecté à la sortie du circuit additionneur. Les faibles valeurs des résistances de sortie de ces deux amplificateurs supplémentaires assurent un suffisant découplage entre les amplificateurs du circuit d'amplification différentielle. Du fait que le circuit additionneur n'a besoin d'in tervenir que pour les fréquences les plus élevées, la sortie de ce circuit additionneur peut être reliée au circuit d'amplification différentielle par l'intermédiaire d'un condensateur Des courants continus de défaut du circuit additionneur sont ainsi rendus ino pérants. L'invention sera à présent décrite plus en détail à propos dtune forme de réalisation préférentielle, donnée à simple eitre d'exemple illustratif et en se référant aux dessins ci annexés, en lesquels La figure 1 reproduit, comme déjà indiqué ci-dessus, le schéma d'un montage connu pour l'amplification d'une différence de tensions la figure 2 représente le schéma de principe d'une ibrme de réalisation préférentielle du montage selon l'invention et la figure 3 indique le détail d'une partie du montage de la figure 2. Le montage selon la figure 2 comporte, en tant que circuit d'amplification différentielle, le circuit déjà représenté à la figure 1 et comprenant les amplificateurs V1 et V2 ainsi que leurs résistances de contre-réaction R1, R2 et R3, la résistance R1 étant ici subdivisée en deux résistances partielles de mkme valeur Ri' et Rl'1. Les deux tensions alternatives dont la différence doit être amplifiée sont appliquées aux entrées El et E2. Elles parvien nent de là d'une part aux entrées de non-comnande d' inversion des amplificateurs vi et V2, et d'autre part aux entrées des amplifi cateurs V3 et V4.Ceux-ci constituent avec les résistances R6 et R7 un circuit additionneur, si bien qu au point de sommation S s'ajoutent les composantes en opposition de phase des tensions d'en trée, alors que ne s'ajoutent pas des signaux de phase identique. Du fait que le circuit additionneur ne doit intervenir que pour les fréquences les plus élevées, le signal qui apparat au point de sommation S est transmis par l'intermédiaire d'un condensateur Cl au point de jonction des résistances Rt1 et Roll. Ceci permet d'éli miner l'effet d'éventuels courants continus de défaut du circuit additionneur. De faibles écarts des gains d'amplification des deux amplificateurs V3 et V4 n'accroissent que faiblement llamplifica- tion en parallèle de l'ensemble du montage, et n' influencent pra tiquement pas l'élimination désire dè cette amplification en parallèle. De même est éliminé le bruit propre des deux amplifi cateurs Si la disposition du montage est symétrique. Le signal symétrique de sortie des amplificateurs V1 et V2 est transmis, dan l'exemple d'application de la figure 2, à un amplificateur V5. La fonction de ce dernier consiste à convertir le signal symétrique à grande largeur de bande en un signal asymétrique. Pour cette raison les rapports des valeurs de résistances R4 : R8 et R5 : R9 prévus dans la forme de réalisation représentée doivent être choisis rigoureusement égaux à l'unité. A l'amplificateur V5 peut être raccordé un appareil indicateur AZ. Le montage selon llinvention se distingue par une élimination poussée de l'amplification en parallèle. En outre, on a constaté que pouvaient être employés comme amplificateurs d'entrée des amplificateurs normaux à faible dérive ou faible bruit, ce qui permet de décupler approximativement leur largeur de bande. La figure 3 illustre de façon plus détaillée le circuit comprenant les amplificateurs V3 et V4. L'amplificateur V3 se compose pour l'essentiel de deux transistors, dont un transistor à effet de champ TS1 dont l'électrode de commande reçoit la tension d'entrée et dont l'électrode de drain est connectée à la base d'un transistor TS2 de-type de conductivité opposé . L'élec- trode de source du transistor TS1 est d'autre part reliée au collecteur du transistor TS2. L'amplificateur V4 est constitué, de façon correspondante, de deux transistors TS3 et TS4. Au cas où des signaux en opposition de phase sont appliqués aux entrées El et E2, les résistances de travail des deux amplificateurs sont pratiquement constituées par la seule résistance Rîl ou R12. Dans le cas de signaux de phase identique, il s'ajoute à ces résistances la forte résistance interne dynamique d'un transistor TS5. Les tensions qui apparaissent sur les collecteurs des transistors TS2 et TS4 sont additionnées par l'intermédiaire des résistances R6 et R7 au point de somation S, et de là retransmises par l'intermédiaire du condensateur C1 aux entrées de commande d'inversion des amplificateurs V1 et V2. REVENDICATIONS 1. Montage pour l'amplification d'une différence de tensions continues et alternatives appliquées aux deux entrées d'un circuit d'amplification différentielle, caractérisé par le fait qu'aux deux entrées (El, E2) est connecté un circuit additionneur (V3, V4, R6, R7) dont la sortie est reliée au circuit d'amplification différentielle (Vl, V2) de façon telle que le potentiel présent à la sortie (S) du circuit additionneur constitue un potentiel de référence pour ledit circuit d'amplification différentielle. 2. Montage selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le circuit d'amplification différentielle comporte deux amplificateurs (V1, V2) dont les entrées de non-commande d'inversion (+) forment les entrées dudit circuit et dont les entrées de commande d'inversion (-) sont reliées l'une à l'autre par l'intermédiaire de résistances (Rl', RI'C) de même valeur dont le point de jonction est connecté à la sortie (S) du circuit additionneur. 3. Montage selon l'une des revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le circuit additionneur comporte deux amplificateurs (V3, V4) dont les entrées sont reliées aux entrées (El, E2) du circuit d'amplification différentielle et dont les sorties sont connectées l'une à l'autre par l'intermédiaire de résistances de sommation-(R6, R7)t 4. Montage selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé par le fait que le signal de sortie du circuit additionneur est appliqué au circuit d'amplification différentielle par l'intermédiaire d'un condensateur (Cl).