Brevet FR2308981A1 — publié le 19761119

La présente invention concerne un générateur de courant à amplificateurs opérationnels On connatt déjà de tels générateurs de courant. Toutefois, le courant qu'ils peuvent fournir est généralement très limité, et ils nécessitent parfois des tensions d'alimentation extérieures. L'objet de la présente invention est un générateur de courant à amplificateurs opérationnels dans lequel le courant et la tension fournis à des receveurs soient doublés par rapport aux performances connues des amplificateurs opérationnels connus A cette fin , selon l'invention, le générateur de courant comprenant au moins un amplificateur opérationnel est caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles d'amplificateurs opérationnels équivalant chacun à un amplificateur opérationnel unique fournissant un courant dintensibé supéri eure à chacun des amplificateurs opérationnels composants le premier des dits ensembles étant monté en multiplicateur grâce à deux résistances et sa sortie alimentant un diviseur de tension rdsistif , tandis que les entrées du second des dits ensembles sont respectivement reliées à la sortie du premier par une pre mière résistance et au point intermédiaire du diviseur , les receveurs étant disposés entre la sortie du second ensemble et l'entrée de celui-ci réunie à la sortie du premier . Ainsi , la tension disponible aux bornes des receveurs peut être doublée . De préférence, chaque ensemble comporte deux amplificateurs opérationnels dont les entrées du premier constituent respectivement les entrées de l'ensemble, la sortie dudit premier amplificateur étant réunie, d'une part à une entrée du second et d'autre part par deux résistances en série, à la sortie dudit second tandis que l'autre entrée de celui-ci est réunie à sa sortie la sortie de l'ensemble étant constituée par le point commun aux deux résistan- ces . Ainsi , le courant de chaque ensemble est doublé par rapport aux amplificateurs opérationnels composants . Lorsque l'on désire un décalage entre la tension et le courant fournis , Seconde résistance est insérée entre la première résistance et l'entrée correspondante du second ensemble ,tandis que cette entrée est reliée à une source de tension par une troisième résistance .Bien entendu, pour faire varier la pente du courant , un potentiomètre peut etre inséré entre la troisième résistance et la source de tension Les figures du dessin annexé feront bien comprendre comment l'invention peut être réalisée Les figures 1 et 2 montrent des exemples de générateurs de courant connus La figure 3 illustre un ensemble d'amplificateurs opérationnels équivalant à un-amplificateur opérationnel à courant augmenté Les figures 4 et 5 montrent deux exemples de générateurs selon l'invention La figure 6 montre un perfectionnement pour le générateur de la figure 5 . Le générateur de courant de type connu, montré par la figure 1 comporte un amplificateur opérationnel 1 ,dont une entrée est reliée directement à la masse, tandis que son autre entrée est réunie à une source 2 d'une tensionV, par l'intermédiaire d'une résistance 3 . Entre cette dernière entrée et la sortie 4 de l'amplificateur opérationnel 1 sont montés en série des receveurs 5, 6 et 7 A cause du fait que le potentiel des deux entrées dudit amplificateur doit etre nul, le courant i2 traversant les receveurs 5, 6 et 7 doit etre égal au courant il traversant la résistance 3, de valeur ohmique R. . Par suite , il i2 = V . Le courant fourni aux receveurs ne peut être supérieur au courant R maximal de l'amplificateur opérationnel .De plus , ce courant ne peut être supérieur au quotient de la tension d'alimentation Va de l'amplificateur opérationnel 1 par la somme des résistances des receveurs 5 à 7 . Si Va = = 15 volts le nombre des receveurs 5 à 7 , de résistances égales à 150 Dans le générateur de courant, de type également connu, montré par la figure 2 , on a désigné par des références identiques aux précédentes, les éléments semblables . Dans ce générateur, la sortie de l'amplificateur opérationnel I est réunie à la base d'un transistor 8 , dont le trajet emetteur-collecteur comporte les receveurs 5, 6 et 7 . Une résistance 9 relie la sortie et l'entrée de l'amplificateur opérationnel 1 réunie à la résistance 3, cette sortie étant reliée audit trajet émetteur-collecteur . Les extrémités de celui-ci doivent être alimentées par des sources d'alimentation extérieures 10 et 11 Ainsi, on remarquera que ce dispositif, très utilisé, nécessite des sources d'alimentation extérieures , dont au moins l'une d'elles doit être très stable. I1 ne fonctionne, à cause de la présence du transistor 8, que sur une polarité de la tension d'alimentation Va. Par ailleurs , on ne peut prélever la tension de sortie sur la borne 4, car alors on perturbe l'alimentation des receveurs 5à7 La figure 3 illustre comment, selon l'invention, il est possible d'obtenir un générateur de courant fournissant un courant double des générateurs connus. A cet effet , l'amplificateur opérationnel 1 est remplacé par deux amplificateurs opérationnels 12 et 13 formant un ensemble 14. L'entrée positive de l'amplificateur opérationnel 12 est reliée à la masse, tandis que l'entrée négative de celui-ci est reliée , d'une part à la sortie de l'amplificateur opérationnel 13 par des résistances R1 et R3 en série et , d'autre part à une résistance R2 ( qui joue le rôle des résistances 3 précédentes) .La sortie de l'amplificateur 12 et l'entrée positive de l'amplificateur 13 sont réunies entre elles et au point commun des résistances R1 et R3, par une résistance R4 L'entrée négative de l'amplificateur opérationnel 13 est réunie à la sortie de celui-ci Ainsi ,grâce aux résistances R3 et R4, on peut additionner les courants issus des deux amplificateurs opérationnels 12 et 13 en stabilisant la boucle électrique et en équilibrant ces courants L'ensemble 14 délimité par des pointillés peut etre constitué par un circuit intégré à deux amplificateurs opérationnels identiques dont les entrées et les sorties sont accessibles et branchées selon le schéma de la figure 3 . L'ensemble 14, associé aux résistances R3 et R4rest alors équivalent à un amplificateur opérationnel unique 15 dont le courant de sortie serait doublé. On peut ainsi obtenir un tel courant de sortie de = 20 m A . Un tel circuit intSgré est par exemple celui connu commercialement sous la désignation MC 1458 CP 1 , dont chaque amplificateur est susceptible de fournir 10 m A On remarquera que ce montage doubleur de courant présente une grande précision et une faible impédance de sortie, grace au gain de boucle élevé des amplificateurs opérationnels 12 et 13 . Il est protégé contre les courts-circuits en sortie puisque le courant de chaque amplificateur est limité.Les résistances R3 et R4 sont nécessaires à la stabilité de la boucle et si elles n'existaient pas les amplificateurs 12 et 13 pourraient débiter l'un dans l'autre La figure 4 illustre le générateur de courant selon l'invention, comportant deux ensembles 151 et 152 semblables à l'ensemble 15 doubleur de courant de la figure 3 L'entrée positive de l'amplificateur opérationnel double 151 est réunie à la masse, tandis que l'entrée négative de celui-ci est relie d'une part, une résistance R2 alimentée par une source de tension Ve et d'autre part à la sortie dudit amplificateur par une résistance R1 . La sortie de l'amplificateur opérationnel double 151 alimente un point diviseur résistif R, 9 R dont le point commun est réuni à l'entrée positive de l'amplificateur opérationnel double 152. L'entrée négative de ce dernier est reliée à la sortie de l'am plificateur opérationnel double 151 par une résistance R . Des receveurs x 16 à 21 sont montés entre la sortie et l'entrée négative de l'amplificateur opérationnel double 1 52 Si l'on considère l'amplificateur opérationnel double 151 , sa tension de sortie Vs est égale à Ve x R1 .Il en résulte que la tension V'e au point commun T 2 9 du pont diviseur R, 9R est V'e = Vs x 10 Mais à cause de l'amplificateur opérationnel double 152, cette tension Ve doit dtre égale à la tension apparaissant sur son entrée négative, tension qui est égale à Vs - Rx. is > en appelant is le courant parcourant les receveurs 16 à 21 et la résistance Rx. Il en résulte que 9 . Vs = Vs - Rx. is d'où is = 0,1 Vs 10 Rx Par suite, la tension à la sortie de 152 est V's = Vs - is (Rx + n.r) en appelant n etr , respectivement le nombre et la résistance des receveurs 16 à 21 Ce générateur conforme à l'invention permet de fonctionner avec les deux polarités de la tension d'alimentation des amplificateurs doubles lSl et 152. De plus, la voie de la tension Vs est indépendante de la voie du courant i.9 et, par suite, le signal Vs peut etre exploité . Si lee amplificateurs 151 et 152 sont identiques, il pemettent de doubler la tension utile sur la voie de courant et donc de doubler le nombre des receveurs par rapport aux générateurs connus Avec le générateur selon l'invention, on peut facilement, par exemple , alimenter six receveurs 16 à 21 , de résistance égale à 150 # c avec un courant de = 20 m A .On sait que cette intensité de 20 m A correspond à un standard pour la commande d'électrovannes ou pour la visualisation par galvanomètres Pour certaines applications, telles que celles qui viennent d'entre citées , il peut être intéressant que le courant soit décalé par rapport à la tension. Par exemple , la valeur de l'intensité du courant peut varier de 4 à 20 m A , tandis que la tension varie de O à 10 volts . Ceci peut etre obtenu facilement de la façon indiquée sur la figure 5 Sur cette figure, les éléments qui portent les memes références que sur la figure 4 sont identiques. Le schéma de la figure 5 est semblable à celui de la figure 4, à ceci près qu'une résistance R5 est insérée entre l'entrée négative de 152 et Rx , tandis que cette entrée négative est reliée à une source de tension V1 par une résistance R6 De plus, le diviseur de tension résistif disposé à la sortie présente un rapport de 1, 2 au lieu dè 1 9 Il est facile de démontrer que dans ce cas , is = 0,1 Vs + V1 si R = R Rx 3 4 Pour pouvoir réaliser le décalage courant-tension, avec une variation de pente faible , on peut intercaler un potentiomètre Rp entre V1 et R6 de la façon montrée par la figure 6 Dans ce cas la variation de pente sur la voie du courant est Les résistances R3 et R4 doivent être très élevées REVENDICATIONS 1 - Générateur de courant comprenant au moins un amplificateur opérationnel, caractérisé en ce qu'il comporte deux ensembles d'amplificateurs opérationnels équivalant chacun à un amplificateur opérationnel unique fournissant un courant d'intenssé supérieure à chacun des amplificateurs opérationnels composants , le premier des dits ensembles étant monté en multiplicateur grace à deux résistances et sa sortie alimentant un divizeur de tension résistif, tandis que le entrées du second des dits ensembles sont respectivement reliées à la sortie du premier par une première résistance et au point intermédiaire du divi seur , les receveurs étant disposés entre la sortie du second ensemble et l'entrée de celui-ci réunie à la sortie du premier 2 - Générateur selon la revendication 1 , caractérisé en ce que chaque ensemble comporte deux amplificateurs opérationnels dont les entrées du premier con stituent respectivement les entrées de l'ensemble, la sortie dudit premier amplificateur étant réunie. d'une part à une entrée du second et d'autre part par deux résistances en série , à la sortie dudit second, tandis que l'autre entrée de celui-ci est réunie à sa sortie, la sortie de l'ensemble étant constituée par le point commun aux deux résistances 3 - Générateur de courant selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'une seconde résistance est insérée entre la' première résistance et l'entrée correspondante du second ensemble ,tandis que cette entrée est reliée à une source de tension par une troisième résistance 4 - Générateur de courant selon la revendication 3 , caractérisé en ce qu'un potentiomètre est inséré entre la troisième résistance et la source de tension