Brevet FR2291642A1 — publié le 19760611

La présente invention porte sur les amplificateurs a gains conutables. De tels amplificateurs à hauteirapédance d'entrée sont notamment utilisés dans les dispositifs de conversion analogique-numerique, rentrant dans les équipements a modulation par impulsions codées. Dans un dispositif de conversion analogique-numérique, un tel amplificateur permet de lire" un niveau de tension sur un condensateur préalablement chargé à ce niveau, ce niveau de tension devant être stable pendant l'opération de conversion en numérique. Un montage connu d'amplificateur A gains ccnaitables, par exemple a n valeurs de gain, est constitué par un circuit amplificateur différentiel dont les deux entrées sont relies aux sorties de n étages différentiels d'entrée con tables. Les étages d'entrée sont alimentés å travers un sélecteur d'étages d'entrée.Chaque étage d'entrée comporte une paire de transistors à effet de champ dont les grilles sont attaquées par un signal analogique d'entrée qui est le niveau de tension sur un condensateur et par la tension de sortie du circuit aapli- ficateur différentiel respectivement, travers des réseaux résistifs, pour donner à l'amplificateur une valeur de gain choisie parsi les n valeurs possibles. L'étage différentiel d'entrée alimenté définit donc le gain de l'amplificateur. Dans un tel amplificateur, un réseau de cotpensation en fréquence est géne- ralement placé entre les deux entrées du circuit amplificateur différentiel. Ce réseau, tres souvent constitué par une résistance et un condensateur en série, a pour but de réduire la bande passante de l'amplificateur, afin d'éviter tout risque d'oscillations. Cependant dans un amplificateur 9 gains co-itables et à réseau de cowper sation en fréquence monté ainsi que décrit précédesment, une réduction de la bande passante a une valeur adéquate pour une valeur de gain, par exemple un gain unité, entraîne aussi la réduction de la bande passante pour les autres valeurs de gain. La réduction de la bande passante de l'amplificateur en gain 1 a la valeur adéquate conduit a un temps de réponse en fréquence de l'atplificateur en gain élevé, par exemple en gain 16, de durée trop longue. Inversement, l'obtention d'un temps de réponse en fréquence de l'amplificateur en gain 16 de durée convenable implique une compensation en fréquence insuffisante en gain unité. Dans ce cas l'amplificateur en gain 1 fonctionne à la limite de l'oscillation. La présente invention a pour but dans un amplificateur gains commutables d'insérer un réseau de compensation en fréquence qui évite les inconvénients ci-dessus. La présente invention a pour objet un amplificateur a n gains commutables haute impédance d'entrée, comportant un circuit amplificateur différentiel et n étages différentiels d'entrée alimentés a travers un sélecteur d'étages d'entrée et présentant chacun deux sorties reliées aux entrées dudit circuit amplificateur dans lequel chaque étage différentiel est attaqué par un signal analogique d'entrée et par le signal à la sortie dudit circuit amplificateur respectivement à travers des réseaux résistifs, pour donner à l'amplificateur une valeur de gain parmi les n valeurs possibles, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réseau de compensation en fréquence composé de circuits individuels de compensation respectivement montés entre les sorties d'au moins les étages d'entrée donnant audit ampl if i- cateur les plus faibles valeurs de gain, et reliés chacun aux entrées dudit circuit amplificateur à travers des moyens commandés par ledit étage d'entrée correspondant, en vue de les connecter indépendamment les uns des autres sur lesdites entrées du circuit amplificateur ou de les isoler de ces entrées. Selon la présente invention, les circuits individuels de compensation sont montés de manière à apparaitre entre les- entrées dudit circuit amplificateur ou à en être isolés pour agir indépendasment sur chacune des bandes passantes de l'amplificateur pour les n gains. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description d'un exemple de réalisation illustre-dans la figure unique. L'amplificateur représenté dans le dessin est, dans un but de simplification du schéma et de la description, donné dans le cas où il ne présente que deux gains commutables nettement différents, respectivement de I et de 16. L'amplificateur comporte un circuit amplificateur différentiel 1, formé de plusieurs étages et illustré par un amplificateur opérationnel Le circuit amplificateur différentiel 1, à bornes d'entrée notées + et - est alimenté sous un potentiel +V, -V, donné à partir des bornes 2 et 3. La sortie du circuit amplificateur est notée 4. L'amplificateur comporte deux étages différentiels d'entrée 6 et 7, chacun à deux sorties reliées aux bornes entrée + et - du circuit amplificateur 1. Chacun des étages d'entrée 6 et 7, comporte deux transistors à effet de champ T1, T'1, respectivement T2, T'2. La grille G du transistor T1 est attaquée, à travers une résistance R, par un signal analogique présent sur une entrée 8 prise par rapport à la masse, la grille G de l'autre transistor T'1, de la paire différentielle T1-T'1, est attaquée à travers un pont résistif, à résistance 15R et à résistance R à la masse, par la tension présente à la sortie 4du circuit amplificateur 1. La grille G du transistor T2 est attaquée, à travers une résistance R, par le signal analogique présent à ltentree 8 prise par rapport à la masse. La grille G de l'autre transistor T'2, de la paire T2-T'2, est attaquée par la tension à la sortie 4 du circuit amplificateur 1, à travers une résistance R, cette sortie 4 étant reliée à la masse à travers les resistances 15R et R précitées, ainsi que représenté. Les étages différentiels d'entrée 6 et 7 sont alimentés, à travers un série teur d'étages d'entrée 9, à partir d'un générateur de courant i, 10, relié à la borne 3 au potentiel -V. Le sélecteur 9 schématisé sous la forme dtun col;utateur à deux positions sera de type électronique ; il est mis dans l'une ou l'autre de ses deux positions par une coaamde en 11 pouvant être portée à deux potentiels différents pour connecter le générateur de courant 10 sur le point milieu d'une première résistance RS, montée entre les électrodes source S de la paire de transistors TI Tt1, ou sur le point milieu d'une deuxieme résistance RS montée entre les électrodes source S de la paire de transistors T2 T'2.Les électrodes drain D des paires de transistors TI Tt1, respectivement T2 T'2, sont reliées chacune à la borne 2 au potentiel +V à travers une première et deuxième résistances RD. Lorsque l'étage différentiel d'entrée 6 est alimenté par le courant i délivré par le générateur 10, 1'amplificateur est au gain de 16. Lorsque l'étage diffa rentiel d'entrée 7 est alimenté par le courant i délivré par le générateur 10, l'amplificateur est au gain unité. L'amplificateur comporte en outre un réseau de compensation en fréquence constitue par deux circuits individuels, à résistance-condensateur série, R1 CI et R2 C2, connectés entre les électrodes drain D de la paire de transistors TI T' 1, respectivement de la paire de transistors T2 T'2. Deux diodes dl d1, ou d2 d'2, sont placées en série respectivement avec les électrodes drain D des deux transistors T1 T'1, ou T2 T'2, de chacun des étages différentiels d'entrée 6 et 7. Lorsque le courant idu générateur 10 alimente l'étage 7, un courant i/2 polarise les diodes d2 d'2 qui se comportent cosse un court-circuit pour les courants de modulation beaucoup plus faibles. Le circuit de compensation R2 C2 apparaît alors entre les bornes d'entrée + et - du circuit amplificateur 1. Lorsque le courant i du générateur 10 alimente étage 6, aucun courant ne vient polariser les diodes d2 d'2. Celles-ci présentent une impédance élevée et isolent le circuit de compensation en fréquence R2 C2 qui ne peut plus apparaître aux bornes d'entrée + et - du circuit amplificateur 1. L'insertion d'un tel réseau de compensation en fréquence, å deux circuits de compensation individuels, dans l'amplificateur à deux gains possibles permet d'agir séparemment sur les deux bandes passantes de l'amplificateur. L'amplificateur, pour chacune des valeurs de gain, bénéficie de toute sa bande passante. Bien entendu les circuits R1 C1 et R2 C2 de valeur différente, sont choisis pour déterminer les bandes passantes adéquates de l'amplificateur en gain 16 et en gain 1 respectivement. On notera que, dans le cas où la bande passante en gain élevé, de valeur 16, est suffisamment faible, le circuit de compensation en fréquence R1 C1 correspondant est inutile. Ces circuits individuels de compensation RI C1, R2 C2 permettent donc d'ajuster les réponses en fréquence de ltamplificateur indépendamment l'une de l'autre pour les deux valeurs de gain. La présente invention a été décrite en regard d'un exemple de réalisation où l'amplificateur est à deux gains commutables. Bien entendu si l'amplificateur est à n gains commutables un circuit individuel de compensation en fréquence, pouvant être isolé des bornes d'entrée + et - du circuit amplificateur, équipe chaque étage d'entrée pour réduire à la valeur adéquate la bande passante de l'amplificateur ayant une des n valeurs de gain possibles. De tels circuits individuels de compensation peuvent être supprimes dans le cas où les bandes passantes en gain élevé sont faibles. REVENDICATIONS 1/ Amplificateur à n gains commutables à haute impédance d'entrée comportant un circuit amplificateur différentiel et n étages différentiels d'entrée alimentés à travers un sélecteur d'étages d'entrée et présentant chacun deux sorties reliées aux entrées dudit circuit amplificateur, dans lequel chaque étage différentiel d'entrée est attaqué respectivement par un signal analogique d'entrée et par le signal à la sortie dudit circuit amplificateur à travers des réseaux résistifs, pour donner à l'amplificateur une valeur de gain parmi les n valeurs possibles, caractérisé en ce qu'il comporte en outre un réseau de compensation en fréquence composé de circuits individuels de compensation (R1 C1, R2 C2) respectivement montes entre les sorties d1au moins les étages d'entrée (6, 7) donnant audit amplificateur les plus faibles valeurs de gain, et reliés chacun aux entrées dudit circuit amplificateur à travers des moyens (dl d'1, d2 d'2) commandés par ledit étage d'entrée correspondant, en vue de les connecter indépendaaaent les uns des autres sur lesdites entrées du circuit amplificateur ou de les isoler de ces entrées. 2/ Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens commandés sont constitués par deux diodes (dl d'1, d2 d'2) montées respectivement en série avec les sorties (D) dudit étage d'entrée correspondant (6, 7) et polarisées uniquement par cet étage d'entrée. 3/ Amplificateur selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que lesdits circuits individuels de compensation (R1 C1, R2 C2) sont dimensionnés différemment pour déterminer les bandes passantes respectives de l'amplificateur. 4/ Amplificateur selon l'une des revendications I à 3, caractérisé en ce que lesdits circuits individuels sont des circuits à résistance et condensateur en série. 5/ Amplificateur selon la revendication 2, dans lequel chaque étage d'entrée comporte une paire de transistors à effet de champ, caractérisé en ce que chaque circuit individuel est constitué par une résistance et un condensateur en série (R1 CI, R2 C2) montés entre les électrodes drains (D) des transistors (T1 T'l, T2 T'2) d'une même paire, lesdites diodes (dl d'l, d2 d'2) étant placées respectivement en série avec lesdites électrodes drain de cette paire de transistors et les reliant aux entrées dudit circuit amplificateur différentiel (1).