Brevet FR2427010A1 — publié le 19791221

La présente invention concerne un dispositif de stabilisation de I lamplitude du signal de sortie d'un générateur de signaux électriques binaires lorsque la sortie de cet organe alimente des impédances électriques discontinument variables, Plus particulièrement, la présente invention concerne un dispositif de stabilisation de l'étage de sortie diun amplificateur électronique différentiel utilisé pour la commutation de signaux électriques. On rappelle quiun amplificateur électronique différentiel est composé d'un ensemble de circuits électroniques faisant apparaitre, par l1intermédiaire d'un organe de sortie, une tension ou un courant électrique qui sont une fonction de deux signaux appliqués sur deux de ses entrées. Dans les techniques de la commutation électronique, ces amplificateurs différentiels sont munis de deux étages de sorties qui sont alternativement dans un état passant ou bloqué, laissant passer ou non le courant électrique dans chacun des deux étages. Une application de ces amplificateurs consiste à les utiliser comme organe générateur de- signaux binaires sur des bus ou lignes de transmission de données. Dans ce mode d'utilisation2 un seul étage de sortie se trouve relié au bus de transmission de données. Dans cette utilisation, un seul organe générateur émet à la fois sur le bus reliant toutes les sorties des organes générateurs entre elles. Les amplificateurs différentiels sont très bien adaptés à ce type d'application lorsque la vitesse de transmission des signaux binaires est relativement lente, par contre, pour des vitesses de transmission supérieures à 1 méga bit/secondes, les phénomènes d'écho et dtondes stationnaires dus aux désadaptations du bus ou de la ligne aux différents points de connections des générateurs/récepteurs provoquent des distorsions importantes du signal émis par chaque générateur. Une façon de remédier à cet inconvénient consiste à placer entre la borne de sortie diun générateur et la masse qui assure le retour du courant une diode qui absorbe les pointes de tensions lorsque celles-ci dépassent son seuil de conduction. Cette méthode ne résoud pas entièrement les problèmes de réflexions et diéchos se produisant sur la ligne ou bus de transmission car elle crée au point de la ligne où ces diodes sont connectées, des variations brutales diim- pédances créant à nouveau des désadaptations de ligne et de ce fait, des phénomènes de réflexions supplémentaires.Ajoutons que ces phénomènes de réflexions perturbent le niveau de la tension de sortie de l'organe générateur, lorsque les organes générateurs sont alimentés par une source à courant constant, llamplitude de la perturbation peut etre telle que le courant demandé par le perturbation excède celui qui peut 8trie fourni par la source à courant constant d'alimentation de organe émetteur ce qui provoque alors une distorsion supplémentaire du signal bina ire émis. Pour pallier ces inconvénients, la présente invention a pour but un dispositif permettant d'un e part, de maintenir une amplitude de sortie pratiquement constante du signal émis par 1 ?organe générateur quelque soit l'importance de la perturbation électrique créée par les désadaptations de la ligne de transmission et d'autre part, de réguler le courant transis par l'organe générateur. Pour atteindre cet objectif, Iiorgane générateur sel on l'invention comprend un amplificateur différentiel comprenant deux étages de sorties et un moyen dlintroduction d'un courant compensateur dans l'un des deux étages, la sortie du premier étage étant directement reliée au bus de transmission et recevant un courant de compensation des perturbations électriques apparaissant sur la sortie du dit premier étage, le dit courant de compensation étant fourni par un moyen générateur du dit courant commandé par la sortie du deuxième étage lorsqulaucun courant ne circule à l'intérieur du dit deuxième étage. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description, faite au regard des dessins, qui va suivre La figure I représente la forme des signaux apparaissant en un point diune ligne de transmission lorsqulun échelon de tension est émis par un organe émetteur sur fa ligne de transmission. La figure 2 est un schéma du principe du dispositif sel on l'invention. La figure 3 donne une réalisation préférée du dispositif selon 1 'invention Sur la figure I se trouvent représentées deux formes dtondes, une onde E et une onde El. On remarque que ces deux formes d'onde ont la forme de sinusoi'des amorties, l'onde E a des amplitudes beaucoup plus grandes que l'onde El. Lorsqutun organe générateur délivre un échelon de tension qui, sur la figure, est de -0,5 Volt, si aucune précaution ntest prise contre les perturbations dues aux. désadaptations de ligne, la réponse de la ligne à cet échelon de tension prend la forme de Irone E, par contre si on cherche par un dispositif à limiter l'amplitude de ces perturbations, on obtient tonde El et Ilion staperçoit que l'amplitude V1 maximum de I tonde E se trouve réduite en une amplitude V2 sur l'onde E et que nécessairement, les amplitudes suivantes de I londe El seront moins importantes que les amplitudes successives de l'onde E. La figure 2 est un schéma de principe du dispositif selon l'invention. Ce dispositif comprend un organe générateur du courant compensateur 10, un étage de sortie 11, un étage de sortie 12, et un organe générateur de courant constant 13. Le dispositif est alimenté au travers des lignes L1, L2, la ligne Ll étant reliée à l'entrée 1 de Itorgane 10 et à Rentrée 3 de ce même organe. Le courant L1 transmit par la ligne L1 traverse donc Irorgane générateur de courant de compensation 10 et est transmis par la sortie 2 de ce même organe vers la borne 1 de l'étage de sortie 11.L'étage de sortie 11 est commandé par le signal Et appliqué sur son entrée 3. Organe générateur de courant de compensation 10 délivre par sa sortie 4, un courant lo en fonction du courant 11 appliqué à ventrée I de cet organe, ce courant 1o étant transmis vers l'entrée 1 de étage de sortie 12. Cet étage de sortie 12 est commandé par le signal E2 appliqué sur son entrée 3. Les entrées 2 de chacun des organes de sortie 1 1 et 12 sont reliées ensemble et appliquées à la sortie 1 du générateur de courant constant 13 dont la sortie 2 se trouve reliée sur la liaison L2 de courant de retour. La sortie 1 de l'étage de sortie 12 se trouve aussi reliée à une ligne de transmission appelée bus sur laquelle se trouve branchée une charge 14, la dite charge étant appliquée au bus par sa borne 2 et appliquée sur la ligne L1 par sa borne 1. Lorsque l'étage de sortie 12 conduit, un courant 12 est ainsi transmis sur le bus vers la sortie de de l'étage de sortie 12. Les lignes L1 et L2 sont naturellement reliées à une source de puissance délivrant une tension aux bornes de ces deux lignes et qui est matérialisée par VA sur la figure 2. On voit donc sur la figure 2, que l'amplificateur différentiel est commandé par les signaux E1 et E2 appliqués respectivement sur les étages de sorties 1 1 et 12. il est-donc possible par la combinaison de ces deux signaux de bloquer ou de faire conduire alternativement les deux étages de sorties 11 et 12. La source de courant 13 délivre un courant constant par sa sortie 1, ce courant est la somme des courants 10 et 12 lorsque l'étage de sortie 1 1 est bloqué, alors qu'il est équivalent à lî lorsque l'étage de sortie 12 est bloqué. Dans ce dispositif, comme le courant I est constant et égal à la somme des courants 10 et I2, toutes variations de tension VS entre le bus et la ligne Lt se traduit par une variation des courants 11 et 10 de telle sorte que la somme de ces variations 10 plus A 12 reste nulle, on voit alors que les variations lux 10 délivrées par l'organe de courant de compensation 10 s'opposent aux variations de courant #I2 apparaissant sur le bus de transmission, Il s'en suit donc une régulation de la tension VS entre le bus et [a ligne L1. La figure 3 donne une réalisation préférée du dispositif selon l'invention. L'organe générateur du courant de compensation 10 se compose d'un transistor T1 dont le collecteur C1 est relié à la ligne L1 d'alimentation au travers diune résistance Rt. La base Bt de ce même transistor se trouve aussi reliée au travers diune résistance R2 à la ligne d'alimentation L1 Cette même base B1 est aussi reliée à Itentrée 2 de l'étage de sortie 1 7. Cette étage de sortie Il se compose essentiellement du transistor T2 dont le collecteur C2 forme la sortie 2 de l'organe de sortie 11 et dont la base B2 se trouve commandée par le signal E. L'émetteur E2 du transistor T2 se trouve relié à I ventrée 7 du générateur de courant constant 13. L'émetteur E1 de transistor T1 se trouve relié à la borne 1 delror- gane de sortie 72 qui est en fait le collecteur C3 du transistor T3. La base B3 du transistor T3 reçoit le signal de commande E2. Lrémet- teur E3 du transistor T3 constitue la borne 2 de l'organe de sortie 12 et se trouve relié à la borne 1 du générateur de courant constant 13 Les émetteurs E2 et E3 des transistors T2 et T3 se retrouvent donc reliés ensemble à la borne 1 du générateur de courant 13. Ce générateur de courant 13 est constitué dtun transistor T4 dont le collecteur est relié à la borne 1 de ce générateur, d'un émetteur E4 relié au travers d'une résistance RE à la ligne de retour L2 du courant l'ali- mentation du dispositif.La base B4 de transistor T4 est commandée par la sortie 3 dXun générateur de tension VZ appelée encore GVZ dont la sortie 1 reçoit la tension dtalimentation délivrée par la ligne L1 et l'entrée 2 se trouve reliée à la ligne L2 de retour du courant d'alimentation. Comme le générateur GVZ applique une tension VZ constante sur la base B4 du transistor T cette tension se retrouve elle aussi, à la chute de tension base émetteur près du transistor T4, aux bornes de la résistance RE, ainsi on peut dire que le courant traversant la résistance RE et qui est pratiquement identique au courant I traversant le collecteur C4 du transistor T4 au courant de base près, est constant.Le collecteur C3 du transistor T3 se trouve relié à la borne 1 de I torgane de sortie 12 sur le bus de transmission des données, lequel bus est connecté à une résistance RL14 de charge dont l'autre extrémité se trouve reliée à la ligne L7 d'alimentation. Comme le dispositif différentiel de l'invention stapplique à des transmissions de signaux à cadences très rapides, les potentiels d'alimentation sont relativement faibles entre 0 Volts et -3,3 Volts entre les lignes L1 et L2.Lorsque les signaux E1 et E2 ont chacun un niveau approprié de façon que le transistor T2 se trouve dans l'état non passant et le transistor T3 dans l'état passant, le transistor T1 se trouve dans l'état passant par le courant de base qui circule au travers de la résistance R2 de charge du transistor T2. Ce courant de base provoque par conséquent l'apparition diun courant émetteur 1o qui est transmis au collecteur du transistor T3 et qui reçoit diantre part le courant 12 en provenance du bus de transmission de données. Comme expliqué précédemment, toute variation de courant 212 se manifeste par une variation en sens contraire du courantA 10 de telle façon que la tension aux bornes de la- résistance de charge RL se retrouve à niveau constant. L'exemple qui vient diêtre donné d'une réalisation préférée de l'invention niest nullement limitatif, il va de soi que tout homme de I l'art bien au fait des techniques de la commutation électronique pourra envisager d'autre mode de réalisation sans pourtant sortir du cadre même de I einvention REVENDICATIONS REVENDICATION 1 Dispositif de régulation de l'amplitude du signal de sortie d'un générateur de signaux électriques binaires chargé par des impédances électriques discontinûment variables caractérisé en ce qulil comprend un organe de création d'un courant de compensation s'opposant au courant créé par les variations des dites impédances. REVENDICATION 2 Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce qutil comprend des moyens de régulation du courant à l'intérieur du dit générateur, le dit courant de régulation étant défini comme étant la somme du courant de sortie du dit générateur et du dit courant de compensation généré par le dit organe de création du dit courant de compensation. REVENDICATION 3 Dispositif selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que le dit organe générateur du courant de compensation comprend au moins un transistor dont I témetteur ou le collecteur se trouvent reliés à la sortie du dit organe générateur de signaux électriques binaires2 le dit organe générateur de courant de compensation étant commandé par la variation de potentiel lorsqulelle se produit entre la sortie du dit générateur des dits signaux binaires et un de ses potentiels dial imentation. REVENDICATION 4 Dispositif selon les revendication 1, 2 et 3 caractérisé en ce que le dit organe générateur de signaux binaires comprend un étage de sortie composé d'au moins un transistor de sortie dont le collecteur se trouve relié au collecteur ou à l'émetteur d'au moins un transistor générateur du courant de compensation et dont l'émetteur se trouve relié à la sortie des dits moyens de régulation. REVENDICATION 5 Dispositif selon les revendications 2 et 4 caractérisé en ce que le dit moyen de régulation comprend un transistor de sortie dont le collecteur se trouve relié à l'émetteur du transistor de sortie du générateur de signaux binaires dont émetteur est relié au poten tiel de retour du courant d'alimentation du dit générateur de signaux binaires au travers dtune résistance et dont la base se trouve polarisée à un niveau de tension constant. REVENDICATION 6 Dispositif selon ltune quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce quz le générateur de signaux binaires se compose d'un amplificateur comprenant deux transistors montés en mode différentiel dont les deux émetteurs sont reliés à la sortie des dits moyens de régulation, le collecteur diun des deux transistors délivrant le signal d'émission, l'autre collecteur étant relié à entrée du dit organe générateur du courant de compensation dont la sortie se trouve reliée au collecteur du transistor d'émission. REVENDICATION 7 Dispositif selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dit organe générateur du courant de compensation comprend un transistor dont l'émetteur se trouve relié au collecteur du transistor d'émission, dont la base est reliée au collecteur du deuxième transistor de l'étage différentiel et dont le collecteur est relié au travers diune résistance au potentiel d'alimentation du dit organe émetteur.