Brevet FR2268420A1 — publié le 19751114

La présente invention concerne un circuit de compensation d'une résistance par une résistance négative variable, notamment dans les réseaux de commutation électroniques. On sait que si une résistance à compenser et une résistance négative variable sont connectées en série, la résistance négative doit etre telle que la résistance résultante soit nulle, ctest-à-dire qu'un courant passant dans la résistance à compenser et dans la résistance négative ne provoque aucune chute de tension dans le circuit (cf. par exemple : J.Dosse "Der Transistor", Oldenbourg Verlag 1959, pages 217-221). Un tel montage est utilise notamment dans les réseaux de commutation électroniques des centraux téléphoniques. Le remplacement des contacts métalliques utilises habituellement par des éléments de commutation électroniques a entraine une augmentation considérable de la résistance résultante, qui, ajoutée à d'autres dans le cas d'un réseau de commutation à plusieurs étages, provoque des pertes considérables, et pratiquement inadmissibles, de courant circulant dans le réseau de commutation.Pour réaliser une compensation meme partielle de cesMrésistances, on doit envoyer un courant de mesure dans tout le montage (résistance à compenser et résistance négative); en commandant la résistance négative avec ce courant, le circuit peut etre équilibré de façon que la résistance résultante du circuittraversé par un courant de parole soit réduite à une valeur tries faible. L'objet de la présente invention est donc de réaliser un montage permettant de compenser une résistance et de connecter un générateur de courant débitant un courant de mesure dans un tel circuit comportant une résistance à compenser et une résistance négative, en tenant compte des conditions supplementaires à remplir comme une conséquence de l'utilisation d'une résistance négative. L'invention est caractérisée par le fait qu'use seconde résistance négative est placée entre une première résistance négative, qui est connectée en série a la résistance à compenser, et un générateur de courant débitant un courant de mesure nécessaire pour commander le réglage de la première résistance négative, afin que pour la première résistance négative la resistance interne du générateur soit transformée en résistance négative de meme valeur absolue. L'invention sera mieux comprise a la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, en se reportant aux figures annexées qui représentent - la figure 1, le principe connu de compensation de résistance ; - la figure 2, un amplificateur opérationnel connecté comme une résistance négative - les figures 3 et 4, une résistance électronique conforme à l'invention ; - la figure 5, une résistance électronique à structure et aux propriétés complètement symétriques - la figure 6, une résistance à compenser connectée à une résistance négative et un générateur de courant de mesure - la figure 7, un circuit de compensation conforme à l'invention. La figure 1 représente le principe connu de compensation de résistance. Une résistance RK à compenser est connectée en série à une résistance négative -R. Le circuit est équilibré, c'est-à-dire que la résistance R K est compensée si un courant I circulant dans le circuit ne provoque pas une chute de tension U. La figure 2 représente un amplificateur opérationnel connecté comme une résistance négative. Une résistance R2 a le roule de la résistance terminale de l'amplificateur opérationnel ; une résistance Z réalise la contre-réaction de la tension de sortie vers une entrée et une résistance R1 sert de résistance série. En calculant les courants I. et I circulant dans m x les deux mailles, on obtient une résistance résultante R telle que n R R = -Z (1) R2 si on a une résistance infinie à l'entrée de l'amplificateur opérationnel OP (amplificateur opérationnel idéal). La figure 3 représente le circuit conforme à l'invention dans lequel un générateur de courant envoie un courant I de l'entrée B vers l'entrée A. La figure 4 représente le même circuit en inversant le sens du courant. La résistance RL est la résistance interne du générateur de courant. Les résistances résultantes présentées par le circuit sont calculées dans les deux cas suivants a) le circuit est vu de l'entrée B. Avec les résistances RL, R3 et Z2 et en utilisant la relation (1) par analogie, la résistance résultante Rres2 du second amplificateur opérationnel OP2 est telle que Ryes2 = - R3 RL, R2 c'est-à-dire une résistance négative. En conséquence, la résistance série du premier amplificateur opérationnel OP1 est constituée de la résistance résultante Rres2 d'un second amplificateur opérationnel OP2 et de la résistance R4. En utilisant encore l'équation (1), on obtint une résistance résultante h wu vue du point B telle que RIWB = - R2 tR4 ~ Z2 R) b) le circuit est vu de l'entrée A. En utilisant la relation (1) par analogie, la résistance résultante Rres du premier amplificateur est telle que R = R2 et, par conséquent RIWA R3 (z1.RL R4) est la résistance résultante vue du point A. En comparant les résultats obtenus pour RIWA et RIWB et en tenant compte que les conditions de stabilité R4 > z2.RL et R4 > RL doivent etre satisfaites, on obtient une résistance négative résultante RINB vue du point B (borne de commande en courant) et une résistance positive résultante RIWA vue du point A (borne de commande en tension). Cependant, il y a des cas, par exemple la compensation de la résistance dans les deux sens, dans un circuit symétrique, dans lesquels toute dissymétrie doit ètre évitée. Dans la figure 5, on trouve une résistance électronique à structure et aux propriétés complètement symétriques. Cette résistance électronique se compose de quatre amplificateurs opérationnels à contreréaction OP1....OP4. Les amplificateurs opérationnels OP1 et OP2 sont connectés par une résistance R'4, les amplificateurs opérationnels OP3 et OP4 par une résistance R4 et les amplificateurs opérationnels OP2 et OP3 par un condensateur d'isolement C. Le circuit présente deux paires de bornes : E1,E2 et M1,M2. Les bornes El ou E2 permettent de fournir un courant IAC qui, regardant à partir des deux bornes, voit une résistance négative résultante RAC = - (R4 RZ2 + R' 4 . Z;,2) Les bornes El et E2 représentent les deux bornes de commande en courant de la résistance électronique conforme à l'invention - propriété qui n'est pas réalisable avec les circuits connus. Les bornes M1 et M2 permettent, soit individuellement ou soit ensemble, de fournir un courant IDC qui circule dans une moitié du circuit (OP2 et OP1, ou OP3 et OP4), par exemple pour des mesures. Les deux bornes M1 et M2 représentent les bornes de commande en tension des deux moitiés. Les résistances négatives résultantes des amplificateurs opérationnels OP1 et OP4 sont converties par les amplificateurs opérationnels OP2 et OP3 en une résistance positive, c'est-à-dire que le courant IDC voit une résistance résultante positive dans la moitié respective.En utilisant le courant IDC comme courant de mesure, il est possible de commander indépendamnent les deux moitiés du circuit conforme à l'invention, et aussi de faire varier la résistance résultante RAC. Toutes ces propriétés de la résistance électronique conforme à l'invention pefiertent alors plusieurs emplois dans dans tous les montages dans lesquels les résistances négatives variables sont nécessaires. On se reportera maintenant à la figure 6 qui représente une résistance RK à compenser connectée, d'une part, à une résistance négative de compensation, d'autre part, à une source fournissant un courant de mesure continu. La résistance négative est constituée d'un amplificateur opérationnel OP dont la sortie est connectée, d'une part, à l'entrée inverseuse par une résistance R2 et, d'autre part, à l'entrée suiveuse par une résistance R3. Une telle résistance négative doit satisfaire une condition donnée de stabilité, car un comportement instable (par exemple auto-oscillations) ne peut etre toujours exclus à cause de la contre-réaction. Cette condition de stabilité est R R3 Ceci a des conséquences pour la connexion d'un générateur G au point A (figure 6). En ajoutant la résistance interne RL du générateur G à la résistance R4, la condition de stabilité : Ruz R4 + Rn .R2 K > R3 n'est pas nécessairement satisfaite, c'est-à-dire que le montage peut parfaitement entrer en oscillation. La figure 7 représente un circuit conforme à l'invention, qui pallie ces inconvénients. L'élément essentiel de ce circuit est une seconde résistance négative, constituée par un amplificateur opérationnel OP2 qui est placé entre le générateur de courant G à connecter et le point A. Ainsi, la résistance négative -RL, en série avec la résistance R4, est maintenant connectée au premier amplificateur opérationnel, et la condition de stabilité est R3 R5 R6 > Ruz > 'L Donc les propriétés de stabilité de ce circuit ont été améliorées. La compensation de la résistance RK se réalise ainsi : le courant utile à transmettre, dans le circuit, voit la résistance résultante RN de tout le circuit - - R2 R3 R4 + RK (2) parce que le premier amplificateur opérationnel OPl présente une résistance R2 - R3.R4, et la résistance interne RL est shuntée par un circuit complexe C pour le passage du courant alternatif, c'est-à-dire qu'il n'intervient pas dans la résistance résultante. Si le courant de mesure est un courant continu, un simple condensateur peut constituer le circuit complexe C.Un courant de mesure IN voit la résistance résultante du circuit telle que RN = RL + Rs (RR2 RK ~ R4) (3) parce que le premier amplificateur opérationnel OP1 transforme la résistance RK en une résistance - R3 i le second amplificateur OP2 voit cette R2'fk dernière résistance et la résistance R4, en transformant la résistance R3 R4 - en une résistance : - R5 (R4 ~ RR2 RK) = R5 (R2.RK ~ R4) Pour le courant à transmettre, on pose RN = R2 De l'équation (2) on déduit que : R23.R4 = RK En substituant ceci dans l'équation (2), on obtient : \ = RL, c'est-à-dire que le potentiel au point X doit disparaltre. Cette condition est facile à satisfaire. Un circuit de comparaison (non représenté) placé entre la masse et le point X peut commander le premier amplificateur opérationnel de façon à satisfaire la condition, et, ainsi, la résistance RK est compensée. Il est bien évident que la description qui précède n'a été donnée qu'à titre d'exemple non limitatif et que de nombreuses variantes peuvent etre envisagées sans sortir pour autant du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Circuit de compensation d'une resistance, notamment la résistance de contact de comnutateurs électroniques dans des centraux téléphoniques, caractérisé par le fait qu'une seconde résistance négative est placée entre une première résistance négative variable, qui est connectée en série avec la résistance à compenser, et un générateur de courant débitant un courant de mesure à partir duquel ladite première résistance négative est ajustée de manière à compenser ladite résistance, de façon que pour ladite première résistance négative, la résistancé interne dudit générateur de courant soit transformée en résistance négative de meme valeur absolue. 2. Circuit conforme à la revendication 1, caractérisé par le fait que lesdites première et seconde résistances négatives sont constituées par des amplificateurs opérationnels ayant chacun les entrées connectées à la sortie par des résistances, que ladite résistance à compenser est connectée à l'entrée inverseuse dudit premier amplificateur opérationnel, que ladite entrée suiveuse dudit premier amplificateur opérationnel est connectée par une résistance à l'entrée inverseuse dudit second amplificateur opérationnel, et que entrée suiveuse dudit second amplificateur opérationnel est connectée audit générateur de courant, dont la résistance interne est shuntée par un circuit complexe pour le passage du courant utile circulant dans le circuit, par exemple le courant de parole dans un réseau de commutation téléphonique. 3. Résistance électronique caractérisée par le fait que quatre amplificateurs opérationnels sont connectés en série par leurs entrées, que la sortie de chaque amplificateur opérationnel est connectée par deux résistances aux deux entrées, et que les huit entrées des quatre amplificateurs opérationnels sont connectées comme suit - l'entrée inverseuse dudit premier amplificateur opérationnel représente la première borne d'une paire de bornes de la résistance électronique; - l'entrée suiveuse dudit premier amplificateur opérationnel est connectée par une première résistance à l'entrée inverseuse dudit second amplificateur opérationnel ; ; - l'entrée suiveuse dudit second amplificateur opérationnel et l'entrée suiveuse dudit troisième amplificateur opérationnel sont interne connectées par un condensateur d'isolement et constituent deux bornes de contrôle de ladite résistance électronique ; - l'entrée inverseuse dudit troisième amplificateur opérationnel est connectée par une seconde résistance à l'entrée suiveuse dudit quatrième amplificateur opérationnel ; - l'entrée inverseuse dudit quatrième amplificateur opérationnel représente la seconde borne de ladite paire de bornes de ladite résistance électronique.