Brevet FR2317810A1 — publié le 19770204

La présente invention concerne un dispositif formant circuit permettant de limiter symétriquement un signal à amplitude de sortie réglable en continu, en particulier un signal modulé en fréquence, de préférence dans un décodeur SECAM, et dont le limiteur fait partie d'un ensemble intégré réalisé suivant la technique des semi-conducteurs groupés sous forme de bloc. Si un limiteur est utilisé par exemple dans un décodeur SECAM devant la démodulation, qui est réalisée au moyen de démodulateurs bobinés, alors des défauts de symétrie du limiteur, à savoir la présence surtout de la première onde harmonique, provoquent encore des défauts notables dans le signal de sortie. Il est possible qu'un tel limiteur fasse partie dtun circuit de commutation intégré. Dans le domaine des circuits de commutation intégrés on cherche généralement à réunir autant que possible d'étages fonctionnels d'un groupe afin de permettre entre autres de rendre le taux de remplacement élevé, de réduire à un minimum le coût des composants et les travaux à effectuer sur des composants distincts restants et de diminuer les travaux d'aåustage. Etant donné que devant l'évolution actuelle des circuits intégrés on est d'une part tenu de ne pas dépasser un certain nombre maximal de connexions et que l'on cherche, d'autré part, à intégrer autant que possible d'étages fonctionnels, la nécessité s'impose de chercher des variantes de montage qui permettent de réaliser avec un "cablage extérieur" aussi réduit que possible, c'est-à-dire avec un minimum de connexions extérieures, un maximum de fonctions de commutation. Par ailleurs on est également tenu de respecter une certaine limite de puissance, ce qui exige des circuits conçus d'une manière aussi simple que possible et consommant peu de courant. Il est connu de faire fonctionner en tant que limiteur un amplificateur différentiel constitué par un premier et un second transistor dont seul celui-ci présente une source de courant constant, laquelle est formée par un troisième transistor. 1a base du premier transistor reçoit par l'intermédiaire d'un diviseur de tension réglable une tension continue et, par l'intermédiaire d'un condensateur separateur, le signal de tension alternative à limiter. La base du second transistor revoit par l'interméd aire d'un diviseur de tension fixe une tension continue et est, en ce qui concerne la tension alternative, bloquée vis--vis de la masse au moyen d'un condensateur de filtrage. La tension continue appliquée à la base du premier transistor peut être réglée de faucon que l'amplificateur différentiel soit limité d'une manière parfaitement symétrique. En raison des paramètres différents des transitors la tension continue réglée appliquée à la base du premier transistor ne devient pas identique, même en cas de symétrie de limitation, à la tension continue, également appelée tension de référence, appliquée à la base du second transistor. On obtient alors en cas de symétrie de limitation un signal de sortie rectangulaire comportant un minimum de la première onde harmonique. La valeur du signal de sortie limit est déterminée par le courant qui arrive à partir de la source de courant constant. Il est en outre connu des circuits, destinés notamment à la technique intégrée, pour lesquels des amplificateurs différentiels sont utilisés en tant que limiteurs. En raison de la symétrie de limitation,des tensions continues de même valeur sont amenées aux bases des deux premiers transistors montés en tant qu'amplificateurs différentiels. Grâce à un calibrage particulier le potentiel de sortie est fixé de manière à être égal au potentiel de tension continue appliqué aux bases des deux premiers transistors. Il est ainsi possible de monter plusieurs de ces étages en série en ce qui concerne la tension continue et d'obtenir les tensions continues, pour les bases des deux transistors suivants ou situés chaque fois en premier, à partir des potentiels de sortie.Avant d'amener les tensions de sortie aux entrées, le signal alternatif également compris dans le niveau de sortie doit encore être éliminé au moyen d'un filtre passe-bas. Dans le cas de la première variante de montage mentionnée plus haut, qui est connue principalement dans la technique à composants distincts, une symétrie peut être obtenue par un réglage spécial. Cependant, en cas d'élévation de la température ambiante, il s'établit entre les deux transistors toujours un gradient de température qui provoque aussitôt un manque de symétrie.Dans la technique des circuits intégrés monolithiques, dans laquelle tous les transistors et résistances sont intégrés à l'exception d'un diviseur de tension variable, il s'établit un gradient de température entre le circuit de commutation et une résistance réglable et, en outre, les résistances intégrées du diviseur de tension présentent des coefficients de température différents par rapport à la résistance de réglage extérieure variable ce qui conduit également à un manque de symétrie et, par suite, à la présence d'une première onde harmonique. Celle-ci ne peut alors être supprimée qu'au moyen d'organes de filtrage extérieurs additionnels sous forme de composants distincts. D'autre part, ce type de circuit a pour inconvénient de nécessiter un régulateur additionnel avec le travail d'aåus- tage que cela entraîne.Si le circuit fait partie d'un montage intégré complexe, alors la source de signaux est également connectée intérieurement, c'est-à-dire que la connexion de ladite résistance de réglage nécessite un point de raccordement additionnel. Dans le cas de la deuxième variante de montage mentionnée plus haut une symétrie parfaite peut être obtenue, sans aucun travail d'aåustage, en prévoyant une boucle de retour intérieure pour ie niveau de sortie (stabilisation par contreréaction). Pour éliminer les signaux alternatifs - compris dans le signal de sortie il faut alors toutefois en outre prévoir deux points de raccordement sur le circuit intégré pour la connexion de condensateurs de filtrage externes. Si un circuit de commutation comporte dsux limiteurs, par exemple pour limiter un signal de chrominance suivant la norme SECAM, il faudrait pour le seul blocage quatre points de raccordement additionnels. Etant donné que ,par suite du calibrage prédéterminé des résistances ,le potentiel de tension continue de sortie est associé de manière fixe au potentiel de tension continue d'entrée il n'est plus possible d'obtenir une tension de sortie de limiteur variable. Un réglage d'amplitude continu et une commutation de l'état de blocage du signal de tension alternative doivent alors s'effectuer au moyen d'un potentiomètre électronique additionnel prévu en aval ou au moyen d'un organe de commutation de blocage supplémentaire. Cela exige cependant à nouveau de la place sur la plaquette du circuit intégré monolithique et un supplément de courant ainsi que, éventuellement, même des connexions additionnelles. Les circuits mentionnés plus haut ont pour inconvénient de nécessiter des moyens additionnels, soit sous forme d'organes de commutation externes tels que régulateurs et organes de filtrage avec les travaux d'ajustage qu'ils entraînent, soit sous forme de points de raccordement additionnels et de fonctions de commutation supplémentaires nécessitant du courant et qui ont pour effet de réduire le degré d'intégration ou le taux de remplacement d'un circuit intégré, ce qui entraîne un accroissement du nombre des composants distincts non intégrés encore présents dans un groupe. La présente invention crée un dispositif formant montage qui nécessite le moins possible de connexions au niveau du circuit de commutation intégré, peu de câblage externe ainsi que le moins possible de travail d'ajustage et qui réunit en même temps le plus grand nombre possible de fonctions de commutation. La présente invention a pour objet de proposer un dispositif formant montage qui permette, sans boucle de retour extérieure (contre-réaction) ni ajustage, de réaliser une limitation symétrique et en même temps de manière continue de régler à volonté l'amplitude, y compris le blocage complet du signal de tension alternative de sortie limité. La solution apportée à ce problème suivant la présente invention, en ce qui concerne un dispositif formant circuit destiné à limiter un signal à amplitude de sortie réglable en continu et comprenant un premier et un second transistor montés en tant qu'amplificateurs différenttels, un troisième transistor muni d'une résistance d'émetteur et monté en tant que source de courant constant, un quatrième transistor qui, muni également d'une résistance d'émetteur et monté en tant qu'émetteur asservi a sa sortie reliée à la base du premier transistor, un cinquième transistor qui, muni lui aussi d'une résistance d'émetteur et monté en tant qu'émetteur asservi, a sa sortie reliée à la base du second transistor, un sixième transistor qui, muni également d'une résistance d'émetteur et monté en tant qu'émetteur asservi, a sa base connectée entre le collecteur et la résistance de collecteur du second transistor et sa sortie connectée par 1 t intermédiaire d'une liaison galvanique à une borne de sortie, consiste en ce que la base du quatrième transistor et la base du cinquième transistor sont alimentées avec une tension continue égale, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs organes de découplage à valeur ohmique relativement élevée montés en série, à partir d'une source de tension commune a valeur ohmique faible qui comporte éventuellement des organes compensateurs de température et en ce que le signal de tension alternative est amené à la base du quatrième transistor ou, en présence de plusieurs organes de découplage, directement à la base du quatrième transistor ou encore entre les organes de découplage situés en direction de cette base.Dans ces conditions les organes de découplage sont de préférence des résistances à valeur ohmique relativement élevée. Le signal de tension alternative est amené avantageusement par l'intermédiaire d'un organe séparateur réalisé de préférence en tant que capacité, en particulier sous la forme d'une diode capacitive. A la base du troisième transistor est amenée une tension continue réglable à partir d'une source de tension continue présentant une résistance interne et qui peut être placée à l'extérieur ou à l'intérieur du circuit. Au potentiel de tension continu réglable de la base du troisième transistor peut être relié intérieurement ou extérieurement un commutateur présenté sous une forme distincte ou sous forme d'un commùtateur électronique agissant par rapport au potentiel de masse. Ce commutateur peut également être placé en série avec la tension continue réglable.Ainsi la tension appliquée à la base du troisième transistor peut être abaissée de façon que son courant q d'entrée devienne nul et que, par conséquent,la tension alternative de sortie se trouve de façon analogue également réduite à zéro, ce qui correspond à un blocage du canal de transmission. Ce commutateur électronique intérieur ou extérieur peut être attaqué directement ou indirectement, en particulier par l'intermédiaire d'un circuit bistable, qi est attaqué à son tour par des tensions-de commande correspondantes. En outre, au moyen d'un circuit à touche intérieur ou extérieur, un potentiel de tension continue bien déterminé peut être imprimé extérieurement ou intérieurement au potentiel de tension continue de la base du troisième transistor. Ainsi l'amplitude du signal de tension alternative de sortie limité acquiert pendant la durée d'actionnement de la touche, indépendamment de la tension continue appliquée suivant un réglage préalable, à la base du troisième transistor, une valeur bien définie. Ce dispositif est nécessaire pour des applications spéciales. Suivant une variante de la présente invention les potentiels de tension continue sont amenés e partir de la source de tension commune par l'intermdiaire des organes de découplage non pas aux émetteurs asservis mais directement aux bases du premier et du second transistors et le signal de tension alternative est amené à la base du premier transistor ou, en présence de plusieurs organes de découplage montés en série, directement à la base du premier transistor ou entre les organes de découplage situés en direction de cette base, auquel cas la base du second transistor est bloquée en ce qui concerne la tension alternative et les transistors amplificateurs différentiels peuvent être réalisés en tant que transistors de Darlington. Dans la ligne de collecteur du premier transistor est montée une résistance de collecteur qui présente la même valeur que celle de la résistance de collecteur du second transistor. L'ensemble du circuit est avantageusement réalisé suivant la technique des circuits intégrés monolithiques. La réalisation sous forme de circuit intégré permet de réduire les tolérances des résistances et des transistors suffisamment pour permettre d'obtenir avec cet agencement, sans réglage supplémentaire de l'extérieur ni boucle de réaction additionnelle, par l'intermédiaire d'organes de filtrage appropriés une bonne symétrie de la limitation et en même temps un réglage de l'amplitude, y compris le blocage complet du signal de tension alternative, et cela sans circuit additionnel pour le réglage de l'amplitude ni circuit de blocage additionnel. On réalise ainsi un circuit limiteur qui pour une faible consommation de courant et grâce à l'utilisation de la technique des circuits intégrés, dans laquelle le nombre d'organes de commutation extérieurs tells que régulateurs et organes de filtrage ainsi que le nombre de connexions se trouvent réduits à un minimum, permet d'atteindre un taux de remplacement maximal à l'intérieur d'un groupe. L'invention est expliquée plus en détail ci-dessous à l'aide d'un exemple de réalisation illustré au dessin annexé. La fig. 1 représente un exemple de réalisation d'un dispositif formant circuit suivant l'invention. La fig. 2 représente une forme modifiée de l'étage limiteur. Le circuit représenté à la fig. 1 comprend les transistors 1 et 2gui sont montés en tant qu'amplificateurs différentiels. Les deux transistors 1 et 2 sont alimentés du coté émetteur avec un courant constant fourni par un transistor 3 présentant une résistance d'émetteur 7. La base du transistor 3 est reliée au point de connexion 8. Devant les bases des transistors 1 et 2 sont montés en tant qu'amplificateurs à émetteur asservi respectivement les transistors 4 et 5 présentant les résistances d'émetteur 9 et 10. Ainsi le transistor 2 fonctionne en montage à base commune et la résistance d'entrée dynamique appliquée à la base du transistor 4, sur laquelle s'applique le signal de tension alternative, est relativement élevée.Un autre amplificateur à émetteur asservi, constitué par un transistor 6 muni d'une résistance d'émetteur 11, est relié par sa base à la connexion entre le collecteur du transistor 2 et une résistance de collecteur 12 et amene-du côté émetteur le signal de sortie limité au point de connexion 2d. Les deux tensions de polarisation égales pour les amplificateurs différentiels sont amenées, à partir d'une source de tension commune 1? présentant une résistance interne à valeur ohmique relativement faible 16, par l'intermédiaire de deux résistances ê valeur ohmique relativement élevée 14 et 15- aux bases des transistors 4 et 5.Dans ce circuit il est encore monté une résistance 13 dans la ligne de collecteur du transistor 1 afin que les transistors 1 et 2 présentent une tension collecteur-émetteur égale, sans quoi la boucle de réaction des transistors conduirait à de légers défauts de symétrie. Un signal de tension alternative est amené à partir d'une source de tension alternative 21 comportant une résistance interne 22, par l'intermédiaire d'un organe séparateur capacitif 23, à la base du transistor 4. La tension continue de la source de tension réglable 19 arrive au point de connexion 8 en passant par une résistance 18 de valeur finie faible 18 qui détermine le courant de court-circuit maximal de la source de tension 19. Un commutateur distinct 24 influe sur la tension appliquée extérieurement au point de connexion 8 alors qu'un commutateur électronique 25 situé à l'intérieur ou à l'extérieur du circuit peut influencer intérieurement ou extérieurement (comme indiqué à la figure) la tension continue appliquée au point 8. Le commutateur 25 peut être connecté au moyen de tensions continues ou de tensions à impulsions directement au point de connexion 26 ou indirectement par l'intermédiaire d'un étage additionnel constitué par exemple par un étage de relaxation bistable 27 dont les entrées de commutation sont les connexions 28 et 29. De plus, un étage de commutation 30, exploré par une impulsion au niveau du point de connexion 31, délivre une tension continue bien définie afin de rendre la tension appliquée au point 8 indépendante du réglage de la source de tension 19, permettant ainsi à certains stades d'obtenir un signal de sortie à amplitude bien définie. La tension de service est appliquée aux points de connexion 32 et 33. Suivant la fig. 2, la tension continue est appliquée directement à partir de la source de tension 17 aux transistors formant amplificateurs différentiels 1 et 2 par l'intermédiaire des résistances 14 et 15 et le signal est envoyé sur la base du transistor 1, si la base du transistor 2 est bloquée en ce qui concerne la tension alternative au moyen d'une capa cité 34. Dans ce cas les transistors 1 et 2 peuvent également être réalisés sous forme de transistors de Darlington. REVENDICATICNS 1 - Dispositif formant circuit destiné à limiter un signal à amplitude de sortie réglable en continu et comprenant un premier transistor et un second transistor monts en tant qu'amplificateurs différentiels, un troisième transistor muni d'une résistance d'émetteur et monté en tant que source de courant continu, un quatrième transistor qui, muni également d'une résistance d'émetteur et monté en tant que transistor à émetteur asservi, a sa sortie reliée à la base du premier transistor, un cinquième transistor qui, lui aussi muni d'une résistance d'émetteur et monté en tant que transistor à émetteur asservi, a sa sortie reliée à la base du second transistor et un sixième transistor qui, muni également d'une résistance d'émetteur et monté en tant que transistor a émetteur asservi, a sa base connectée entre le collecteur et la résistance de collecteur du second transistor et sa sortie reliée par l'intermédiaire d'une ligne galvanique à une borne de sortie, caractérisé en ce que la base du quatrième transistor 4 et la base du cinquième transistor 5 sont alimentées avec une tension continue égale, par l'intermédiaire d'un ou plusieurs organes de dé couplage à valeur ohmique relativement élevée 14, 15 montés en série, à partir d'une source de tension commune à faible valeur ohmique 17 qui comprend éventuellement des organes compensateurs de température et en ce que le signal de tension alternatif est amené à la base du quatrième transistor 4 ou, en présence de plusieurs organes de découplage, soit directement à la base du quatrième transistor, soit entre les organes de découplage situés en direction de cette base. 2 - Dispositif formant circuit suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les organes de découplage sont des résistances à valeur ohmique relativement élevée 14, 15. 3 - Dispositif formant circuit suivant la revendica tion.l, caractérisé en ce que le signal de tension alternative est amené par l'intermédiaire d'un organe séparateur 23. 4 - Dispositif formant circuit suivant la revendication 3, caractérisé en ce que l'organe séparateur 23 est réalisé de préférence en tant que capacité, notamment sous la forme d'une diode capacitive. 5 - Dispositif formant circuit suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la base du troisième transistor 3 est alimentée avec une tension continue réglable à partir d'une source de tension continue 19 présentant une résistance interne 18 et placée à l'extérieur ou à l'intérieur du circuit. 6 - Dispositif formant circuit suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce qu'il est monté dans la ligne de collecteur du premier transistor 1 une résistance de collecteur 13 égale à celle prévue dans la ligne de collecteur du second transistor 2. 7 - Dispositif formant circuit suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'il est connecté au potentiel de tension continue réglable de la base du troisième transistor 3 intérieurement ou extérieurement un commutateur distinct 24 ou un commutateur électronique 25 relié au potentiel de la masse ou en ce que ce commutateur est monté en série avec la source de tension continue réglable 19. 8 - Dispositif formant circuit suivant la revendication 7,caractérisé en ce que le commutateur électronique intérieur ou extérieur 25 est commandé par des tensions de commutation directement ou indirectement, en particulier par l'intermédiaire d'un dispositif formant circuit bistable 27, qui est à son tour commandé par des tensions de commande correspondantes. 9 - Dispositif formant circuit suivant l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'un circuit à touche intérieur ou extérieur 30 permet d'imprimer un potentiel de tension continue bien défini extérieurement ou intérieurement au potentiel de tension continue de la base du troisième transistor 3. 10 - Dispositif formant circuit suivant l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que les potentiels de tension continue sont amenés à partir de la source de tension commune 17 par l'intermédiaire des organes de découplage 14, 15 directement aux bases des premier et second transistors 1, 2 et le signal de tension alternative est amené à la base du premier transistor 1 ou, en présence de plusieurs organes de découplage montés en série, soit directement à la base du premier transistor, soit entre les organes de découplage situés en direction de cette base, auquel cas la base du second transistor 2 est bloquée en ce qui concerne le signal de tension alternative et en ce que les transistors formant amplificateurs différentiels 1, 2 sont éventuellement réalisés sous forme de transistors de Darlington. Il - Dispositif formant circuit suivant l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que le circuit est avantageusement réalisé suivant la technique des circuits intégrés monolithiques.