Brevet FR2352438A1 — publié le 19771216

L'invention concerne des dispositifs amplificateurs stabilisés en continu. Par amplificateur stabilisé en continu, on entend tout amplificateur à grand gain et large bande passante s'étendant jusqu'au continu et constitué par un ou plusieurs étages amplifia beurs à liaisons directes, soumis à une contreréaction globale pour les courants continus =+in d'éviter la dérive de la tension de sortie. Il est en effet connu qu'un amplificateur à liaison directe entre étage est seul capable de transmettre avec un maximum de fidélité des signaux vidéo tels que des impulsions, ou plus générale- ment, tous signaux intermittents. Cependant, il est difficile d'éviter avec ce type d'amplificateur, une certaine dérive de la tension de sortie, à tension d'entrée constante, dérive qui est fonction de la température, des tensions d'alimentation, de l'usure des composants, etc. On appellera tension résthuelle, la tension d'entrée qui correspond à une tension de sortie mille. Cette tension résiduelle est encore appelée tensions d'"offset" dans la littérature anglo-saxonne. Cette tension dérive égelenent avec le temps et il est nécessaire de la compenser efficacement. Pour éliminer la tension résiduelle et sa dérive, il est connu de connecter entre l'entrée et 12 sortie de l'amplificateur une boucle de contreréaction comportant un filtre passe-bas. La contre réaction en continue ainsi réalisée élimine bien les dérives, mis les signaux vidéo de longue durée sont alors altérés au cours de leur transmission. Ils sont dérivés et centrés par rapport au potentiel de référence. De plus, à la fin du signal, l'amplificateur n'est plus apte à transmettre un nouveau signal, avant un temps de désensibilisation plus ou moins long. non remédier à ces inconvénients, il a déjà été proposé d'ins taller un interrupteur en série dans la boucle de contre-réaction. L'interrupteur étant fermé en l'absence de signal, la boucle fermée annule la dérive de l'amplificateur. Dès qu'un signal se présente à l'entrée de l'amplicateur, l'interrupteur est ouvert. On dispose alors du gain de l'amplificateur jusqu'au continu et l'altération du signal est quasiement nulle surtout dans le cas d'impulsions de grandes durées. Mais un tel dispositif nécessite des moyens de commande de l'interrupteur, moyens qui, pour être automatiques, peuvent accroître non seulement le coût mais aussi l'encombrement du matériel. Le but de la présente invention est de remédier à ces inconvénients. Un objet de la présente invention est un dispositif amplificateur exempt des principaux inconvénients précités et simple de construction. Un autre objet de la présente invention est un amplificateur dans lequel la boucle de contre-réaction peut comporter aussi un interrupteur agissant lorsque les signaux ont un niveau supérieur au niveau de bruit. Suivant une caractéristique de l'invention, le dispositif amplificateur, comportant me boucle de contre-réaction munie d'un filtre passe-bas pour annuler les dérives est caractérisé en ce qu'il comporte en supplément - dément conducteur unidirectionnel connecté en permanence en parallèle avec la boucle de contre-réaction. Cet élément conducteur unidirectionnel peut être avantageusement constitué par une simple diode à faible seuil, de préférence rapide. Ainsi, la diode devient conductrice dès la fin du signal utile et court-circuite le filtre passe-bas pour réduire à une valeur acceptable la dure du temps de désensibilisation. de l'amplificateur. Le dispositf suivant l'invention peut exister seul. il présente alors l'avantage d'être simple et automatique. Adapté à un amplificateur existant, n e nécessite qu'un minimum de modification. D'autres particularités et avantages apparaîtront dans la description qui suit, illustrée par lés figures qui représentent - la figure ', un ispositf amplificateur suivant l'invention - la figure (a) a (e), la représentation temporelle des signaux à l'entrée et à la sortie de l'amplicateur - la figure 5 -= amélioration du dispositif amplificateur;; - la figure , ', - --ze--ple d'amplificateur à plusieurs étages, et -la figure 5, un amplificateur perfectionné. la figure t est représenté un dispositif amplificateur suivant l'invention. Les étages d'amplification sont représentés globalement en 1. Ils peuvent comprendre plusieurs étages connectés en série par liaisons directes entre une entrée E et une sortie S. Les différents étages peuvent entre constitués par des circuits ampli ficateurs individuels associés à leur propre contre-réaction qui définit sur gain. Chaque étage peut aussi comporter des éléments pour corriger la réponse en fréquence de chaque amplificateur. Tous ces éléments n'ont pas été représentés sur cette figure.Certains d'entre eux apparaissent sur la figure 4, à titre d'exemple. I1 est entendu dans la suite de la description que ces éléments sont associés de manière connue e par l'homme de l'art et ne concerne pas lrobjet de l'invention. Celui-ci concerne la correction des dérives continues, correction oul est effectuée par une contre-réaction globale en continue oui seule est représentée. L'amplificateur 1 comporte une entrée directe 2 non inverseuse (+) et une entrée inverseuse (-) 3 recevant le signal de contre-réaction.La boucle de contre-réaction comporte un filtre passe-bas constitué par exemple par une résistance 4 connectée entre la sortie S et l'entrée 3 et une capacité 5 connectée entre l'entrée 3 et le potentiel de référence pour les signaux 'entrée et de sortie. Un élément conducteur unidirectionnel 7 représenté par une diode est connecté aux bornes de la résistance 4 c'est-à-dire en parallèle avec le filtre passe-bas. En l'absence de signal appliqué à entrée E le condensateur 5 se charge à la tension résiduelle de l'amplificateur. La tension de sortie est ai==i très proche de zéro par rapport au potentiel de référence. Si @ est le gein de l'amplificateur en alternatif, sa fréquence de coupure casse est A fCB = 2#RC Son gain et continu est égal à 1. En l'absence de la diode 7, une impulsion rectangulaire repre- sentée sur la figure 2(a) appliquée à l'entrée E sera restituée à la sortie S suivant la forme exagérée de la figure 2(b). On constate une RC dérivation du signal avec une constante de temps #=. La partie A qui suit la fin de l'impulsion d'entrée est due à la décharge du condensateur vers la sortie S à travers la résistance 4. Cette partie du signal de sortie est absolument nuisible à la bonne restitution des signaux d'entrée. Si l'impulsion d'entrée est de forte amplitude, l'amplificateur atteint le stade de la saturation, les signaux de sortie prennent alors la forme représentée sur la figure 2(c).L'ampli filateur se trouve en saturation vers les tensions né atives pendant un certain temps pendant leouel l'amplificateur ne pourra pas restituer correctement une nouvelle impulsion appliquée à l'entrée. L'objet de 11 invention est de réduire autant que possible la durée de cette période en associant au filtre passe-bas un élément conducteur unidirectionnel tel la diode 7. Quand la tension de sortie s'inverse à la fin de l'impulsion, la diode 7 devient conductrice et le condensateur se décharge rapidement. La résistance 4 étant court-circuitée, le retour à zéro de la tension de sortie est très accéléré, ce qui annule pratiquement la constante de temps de retour. La figure 2(d) représente le signal de sortie avec le montage de la figure 1, diode incluse, dans le cas d'un fonctionnement linéaire ae l'amplificateur, et la figure 2(e) dans le cas ou l'amplificateur est en régime de saturation. Sur toutes ces figures les lignes en pointillé font référence à l'une des courbes précédentes pour faciliter la connaraison entre un amplificateur avec ou sans diode (b et d), et en régime saturé ou non saturé (b et c, d et e). Le dispositif amplificateur suivant l'invention présente l'avantage entre automatique et simple. Toutefois, le seuil de la diode réduit sensiblement l1efficacité de la resensibilisation de l'amplificateur. Il est avantageux dtu-liser les diodes à faible seuil de type "Schottky" par exemple. Le dispositif représenté sur la figure 3 est plus compliqué, ais il permet de pallier à cet inconvénient. En plus des éléments précédents, un interrupteur - constitué par un transistor à effet de champ par exemple, est connecte entre les bornes de la diode 7. Ce transistor reste bloqué quand le signal de sortie dépasse un seuil présence d'une impulsion) et devient conducteur à la fin de l'impAl- sion au moyen d'un circuit de commande 10. Ce circuit peut Qtre simplement un comparateur à seuil comparant le niveau de la sortie à un seuil prédéterminé qui peut être le niveau du bruit par exemple. La figure 4 représente un dispositif amplificateur à trois étages connectés en série. Le premier étage comprend un amplificateur 11 associé à dieux résistances 14 et 15 montées en contre-réaction pour fixer la valeur du gain de étage. Le second étage comprend un amplificateur 12 et des résistances 16 et 17 connectées de la même manière. Enfin le troisième étage comprend un amplificateur 13 et deux résistances 18 et 19. La contre-réaction globale en continue est réalisée par l'ensemble résistance 4 - diode 7 - capacité 5 connectés entre la sortie S1 et l'extrémité de la résistance 15 non reliée à 1' amplificateur 11.Avec un tel montage le gain en continu peut être différent de 1. I1 peut notamment Qtre supérieur à 1 à la sortie S1, et inférieur à 1 à la sortie S2, qui est la sortie de l'amplificateur 12. La figure 5 représente un dispositif amplificateur pouvant fonctionner avec des signaux d'amplitude supérieure ou inférieure au niveau du bruit. Les éléments identiques à deux des figures 1 et 3 ont été repris avec les mêmes références. La boucle de contre-réaction ne comprend pas d'interrupteur 8 en parallèle sur la diode 7, mais en série dans la boucle, un interrupteur 9, représenté par un transistor à effet de champ, commandé par le même circuit 10 du type comparateur à seuil. Pour comprendre le fonctionnement de ce dispositif il faut considérer seulement le cas de signaux d'amplitude supérieure au bruit, sachant que le seuil de déclenchement de l'interrupteur 9 ne peut être que sensiblenent supérieur au niveau du bruit en sortie -Pour ces signaux, l' l'interrupteur 9 est ouvert dès l'apparition du signal. zizi le boucle de contre-réaction est ouverte et le signal n'est pas altéré dans sa transmission, à la dérive près de la tension résiduelle, due aux pertes de la charge du condensateur 5. A la fin du signal (il s'agit 'une impulsion par exemple), la boucle est à nouveau fermée pour permettre l'annulation de la tension résiduelle. Une éventuelle désensibilisation de l'amplificateur est alors rapidement compensée par la diode 7. Il est possible aussi de prévoir un interrupteur 8 connecté aux bornes de la diode 7 et commandé par le dispositif 10, comme l'indique la figure 3. L'invention s'applique en particulier dans les récepteurs de systèmes de détection électromagnétique tels que, par exemple, les récepteurs de radar où les signaux reçus sont le plus souvent des impulsions. R E V E N D I C A T I O N S 1. Dispositif amplificateur comportant un ou plusieurs étages ampli- ficateurs à liaisons directes et une boucle de contre-réaction globale comportant un filtre passe-bas, caractérisé en ce qu'un élément conducteur unidirectionnel (7) est connecté en permanence en parallèle avec le filtre passe-bas (4, 5). 2. Dispositif amplificateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément contacteur unidirectionnel est une diode 3. Dispositif amplificateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite diode est du type à faible seuil de conduction. 4. Dispositif amplificateur suivant l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce qu'un interrupteur (8) est connecté en parallèle au borne de la diode (7) et en ce qu'il comporte un dispositif de commande (10) de l'interrupteur (8) pour ouvrir celui-ci quand le niveau de sortie est supérieur à un seuil déterminé. 5. Dispositif amplificateur suivant l'une des revendications 2, 3 et 4, caractérisé en ce qu'un interrupteur (9) est connecté en série avec le filtre passe-bas (, 5) et en ce qu'il comporte un dispositif de commande (10) de l'interrupteur (9) pour ouvrir celui-ci quand le niveau de sortie est supérieur à un seuil déterminé. 6. Système de détection e'lectromaanétique, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un dispositif amplificateur suivant l'une des revendications précédentes.