Brevet FR2403690A1 — publié le 19790413

La présente invention concerne les dipôles gyrateurs actifs utilisés notamment dans les ponts d'alimentation de lignes téléphoniques. Ces dipôles gyrateurs possèdent la particularité de se compprter comme une self : ils présentent une grande impédance vis-à-vis du courant alternatif et-une faible résistance vis-à-vis du courant continu. Placés dans chacune des branches de l'alimentation d'une ligne téléphonique, ils isolent l'alimentation de la ligne du point de vue alt;rnatif, afin de ne pas atténuer les signaux de parole et de réduire le couplage diaphonique entre les-différentes lignes alimentées par la meme source de tension. Il est connu de réaliser des dipôles gyrateurs comportant seulement un transistor,..ou.un transistor "Darlington", comme élément actif. De tels dipôles possèdent toutefois les inc:onvénients--suivants, - du point de vue continu, la résistance est relativement importante, ce qui provoque une.chute de tension non négligeable aux bornes de chacun des deux dipôles du pont d'alimentation, limitant donc la longueur de la ligne. D'vautré part, cette résistance dépend du gainen courant du transistor ; or le gain en courant est différent d'un transistor à l'autre pour un type de transistor donné, et le pont d'alimentation présente donc une dissymétrie entre les deux dranches ; - du point, de vue alternatif, l'impédance du dipôle dépend également du gain encourant du transistor, et,il en résulte encore une dissymétrie entre les deux branches du pont d'alimentation. ta présente invention a précisément pour objet un dipôle gyrateur présentant:,, du point de vue.c.ontinu, une résistance plus faible que celle des dipôles gyrateurs classiques, et possédant des caractéristiques électriques indépendantes des composants actifs qui le constituent. Le dipôle gyrateur selon l'invention comporte un transistor dont le collecteur est directement relié à une borne A et dont l'émetteur est relié à l'autre borne A' par l'intermédiaire d'une résistance. Ce dipôle est caractérise en ce que : la base du transistor es-t connectée à la sortie d'un amplificateur opéra tionnel ; - l'entrée "non inverseur" de l'amplificateur opérationnel est connectée, d'une part,, -la b.orne A pa l'intermédiaire d'une première résistance et, d'autre part, à la borne A' par l'intermédiaire d'une seconde résistance placée en parallèle sur un condensateur. - l'entrée "inverseur" de l'amplificateur opérationnel est reliée à l'émetteur du transistor. . D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaitront au cours de la description suivante faite en relation avec la figure unique représentant le schéma du dipôle. te dipôle selon l'invention comprend un transistor T dont le collecteur est directement relié à une première borne A et dont l'émetteur est relié à une seconde borne A' par l'intermédiaire d'une résistance RE . La base du transistor T est reliée à la sortie d'un amplificateur opérationnel or. t'entrée "non inverseur" de l'amplificateur 0P est reliée à la borne A par l'intermédiaire d'une résistance N et à la borne A' par l'intermédiaire d'une résistance Rp. t'entrée "inverseur" est reliée à l'émetteur du tran- sistor T par l'intermédiaire d'une résistance de compensation RC.Un condensateur C est placé en parallèle sur la résistance Rp On va détermincr. successiveaent la résistance du- dipôle en courant- continu et son impédance en courant alternatif, en considérant deux branches dans le dipôle - la branche 1, formée par le transistor T -en série avec la résistance RE ; - la branche 2, formée par la résistance RB et la résistance lp placée en parallèle sur le condensateur C- 1) Détermination de la résistance du dipole en courant 'continu On appellera :R la résistance du dipôle Rbranche 1 la résistance de la branche 1 tranche 2 la résistance de la branche 2 V la tension continue aux bornes du dipôle ; I le courant de collecteur du transistor T, supposé égal au courant d'émetteur VI la tension continue sur l'entrée "non inverseur" de l'amplificateur OP V2 la tension continue sur l'entrée "inverseur" de l'amplificateur OP. Toutes les tensions- sont prises par rapport à la borne A' du dipôle. On a R = ranche 1 branche 2 On va tout d'abord déterminer Rbranche 1. On a : D'autre part et V2 = RE.I. Du fait du montage en boucle de l'amplificateur OP et du transistor T, et du gain en tension en boucle ouverte très élevé de l'amplificateur OP, les entrées "inverseur" et "non inverseur" sont maintenues au meme potentiel. On a donc V1 = V2 d'où et par conséquent La résistance de la branche 2 est egale à Rbranche 2 P B La résistance du dipôle en- courant continu est donc : Dans la pratique, le terme (Rp + RB) est beaucoup plus grand que le ter et l'on peut donc écrire Il ressort de l'expression (1) que la résistance du dipôle en courant continu est faible et totalement indépendante des caractéristiques électriques des composants actifs du circuit.A titre d'exemple, en prenant RE = 50# RB = RP on obtient R = 100#. 2) Détermination de l'impédance du dipôle en courant alternatif On appellera : Z l'impédance du dipôle Zbranche 1 l'impédance de la branche 1 Zbranche 2 l'impédance de la branche 2 # la pulsation. Les tensions et les courants alternatifs seront désignés par des lettres minuscules correspondant aux lettres majuscules utilisées en courant continu. On a branche 1 // Zbranche 2 On va tout d'abord déterminer Zbranche 1. On a Zbranche 1 = v/i On supposera que la résistance Rp est très supérieure à l'impédance du condensateur C, et l'on n'en tiendra donc pas compte dans le calcul. On a donc et : v2 = RE.i or : v1 = v2. I1 vient donc et par conséquent t'impédance de la branche 2 est égale à L'impédance du dipôle en courant alternatif est donc On constate, à partir de l'expression (2), que le dipôle présente un effet de self de valeur RE.RE.C. L'impédance du dipôle en courant alternatif est totalement indépendante des caractéristiques des composants actifs du circuit. Bien que la présente invention ait été décrite avec un exemple particulier de réalisation, il est clair qu'elle n'est pas limitée audit exemple et quelle est susceptible de variantes ou modifications sans toutefois sortir de son cadre. REVENDICATION Dipôle gyrateur électronique comportant un transistor dont le collecteur est directement relié à une borne A eut dont l'émetteur est relié à l'autre borne A' par l'intermédiaire d'une résistance, caractérisé en ce que - la base dudit transistor est connectée à la sortie d'un amplificateur opérationnel - l'entrée "non inverseur" de l'amplificateur opérationnel est connectée, d'une part, à la borne A par l'intermédiaire d'une première résistance et, d'autre part1 à la borne A' par l'intermédiaire d'une seconde résistance placée en parallèle sur un condensateur ; - l'entrée "inverseur" de l'amplificateur opérationnel est reliée à l'émetteur du transistor.