Brevet FR2425770A1 — publié le 19791207

La présente invention concerne les moyens de commutation des signaux électriques et a. notamment pour objet un dispositif de commutation. Elle peut etre utilisée dans les commutateurs de haute précision pour la commutation de signaux de courant continu, surtout dans les commutateurs à plots de signaux électriques. I1 existe un dispositif de commutation se présentant sous forme d'un élément de commutation actif réalisé en amplificateur opérationnel bouclé en contre-réaction par des éléments clés ou portes. A la mise en conduction des portes, la boucle de contre-réaction profonde dans l'amplificateur opérationnel se ferme et la résistance de passage de l'élément de commutation diminue jusqu'à une faible valeur. Cependant, la tension de déplacement ou de réglage du zéro de l'amplificateur opérationnel entrain l'apparition d'une tension résiduelle instable à ltélément de commutation actif. Ce défaut est à l'origine des erreurs de commutation des signaux de courant continu et limite le domaine d'utilisation des dispositifs de commutation à base d'un élément de commutation actif. La présente invention vise à mettre au point un dispositif de commutation permettant une réduction substantielle des erreurs de commutation des signaux en courant continu par diminution de la tension résiduelle sur l'élément de commutation actif à l'état fermé. Ce problème est résolu à l'aide d'un dispositif de commutation à base d7un élément de commutation actif sous forme d'un amplificateur opérationnel bouclé en contre-réac;tion par des éléments clés ou portes, ledit dispositif étant caractérisé, selon l'invention, en ce qu'il comprend deux éléments de commutation actifs identiques reliés en série et deux circuits identiques de stockage de la tension de déplacement ou de réglage du zéro des amplificateurs opérationnels, dont chacun a ses entrées raccordées aux sorties des amplificateurs opérationnels, et ses sorties, aux entrées non inverseuses des amplificateurs opérationnels, la sortie du premier circuit de stockage étant raccordée à l'entrée non inverseuse de celui des amplificateurs opérationnels qui a sa sortie raccordée au deuxième circuit de stockage, la sortie du deuxième circuit de stockage étant raccordée à iVentrée non inverseuse de celui des amplificateurs opérationnels qui a sa sortie reliée au premier circuit de stockage. Chaque circuit de stockage de la tension de déplacement ou de réglage du zéro de l'amplificateur opérationnel peut comprendre un condensateur qui a l'une de ses connexions reliée au point milieu des sources d'alimentation des amplificateurs opérationnels, et son autre connexion, par l'intermédiaire d'une clé ou porte à l'entrée non inverseuse de l'un des amplificateurs opérationnels, et par l'intermédiaire d'une clé ou porte de charge, à la sortie de l'autre amplificateur opérationnel, et deux clés ou portes servant à court-circuiter les entrées de l'amplificateur opérationnel au moment du stockage, l'une desdites clés étant branchée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel, et son entrée inverseuse, et l'autre, entre l'entrée non inverseuse et le point milieu des sources d'alimentation des amplificateurs opérationnels. Une telle solution permet de réduire considérablement la tension résiduelle et son instabilité sur l'élément de commutation actif à l'état fermé de celui-ci. Dans ce qui suit, l'invention est expliquée par la description d'exemples de réalisation nonlimitatifs illustrés par les dessins annexas dans lesquels - la figure 1 représente la structure du dispositif de commutation selon l'invention - la figure 2 représente le schéma électrique du meme dispositif de commutation. Le dispositif de commutation selon l'invention comporte deux éléments de commutation actifs reliés en série et réalisés chacun en amplificateur opérationnel 1 et 2 (figure I) et deux circuits 3 et 4 de stockage de la tension de déplacement ou de réglage du zéro desdits amplificateurs. Chacun des amplificateurs opérationnels 1 et 2 est bouclé en contre-réaction profonde par des éléments clés ou portes 5,6 7,8 respectivement. Les bornes d'entrée 9 et 10 du dispositif de commutation sont constituées par les points de raccordement des éléments clés 5,6 ; 7,8. Les entrées des circuits 3 et 4 sont raccordées aux sorties 11 et 12 des amplificateurs 1 et 2. La sortie du circuit 3 est raccordée à une entrée non inverseuse 13 de l'amplficateur opérationnel 2, tandis que la sortie du circuit 4 est reliée à une entrée non inverseuse 14 de l'amplificateur opérationnel 1. Chaque circuit 3 et 4 de stockage de la tension de déplacement du zéro comprend un condensateur 15, 16, respectivement (figure 2), dont une première connexion est reliée au point milieu 17 des sources 18 et 19 d'alimentation des amplificateurs opérationnels 1 et 2. La seconde connexion de chacun des condensateurs 15 et 16 est raccordée par l'intermédiaire d'une clé ou porte 20, 21, respectivement, aux entrées non inverseuses 14 et 13 des amplificateurs 1 et 2 celle du condensateur 15 est raccordée par l'intermédiaire de la clé 20 à l'entrée non inverseuse 13 de l'amplificateur 2, et celle du condensateur 16, par l'intermédiaire de la clé 21, à l'entrée non inverseuse 14 åS l'amplificateur 1.De plus, la seconde connexion de chaque condensateur 15, 16 est raccordée, par l'intermédiaire de clés ou portes de charge 22 et 23, aux sorties Il et 12, respectivement, des amplificateurs 1 et 2. Chaque circuit 3 et 4 de stockage de la tension de déplacement ou de réglage du zéro (figure 1) comporte également deux clés ou portes 24, 25 ; 26, 27, respectivement (figure 2) servant à court-circuiter les entrées des amplificateurs opérationnels 1 et 2. Les clés 24 et 26 sont branchées respectivement entre les sorties 11, 12, respectives des amplificateurs 1, 2 et leurs entrées inverseuses respectives 28, 29, les clés 25, 27 étant montées respectivement entre les entrées non inverseuses respectives 54 13 des amplificateurs 1, 2 et le point milieu 17des sources 18, 19 d'alimentation des amplificateurs 1 et 2. Le dispositif de commutation fonctionne de la manière suivante. Sous l'effet d'un signal en provenance d'un dispositif de commande non représenté aux figures 1 et 2, en régime de stockage les clés 22 à 27 sont fermées et les entrées non inverseuses 14 et 13 dés amplificateurs opérationnels 1 et 2 sont reliées au point milieu 17 des sources d'alimentation 18 et 19 des amplificateurs opérationnels 1 et 2. Par l'intermédiaire des clés 24 et 26, les entrées inverseuses 28 et 29 des amplificateurs opérationnels sont reliées à leurs sorties les amplificateurs étant ainsi bouclés en contre -réaction à 100%. Les tensions apparaissant aux sorties 11 et 12 des amplificateurs opérationnels 1 et 2 chargent par l'intermédiaire des clés ou portes de charge 22 et 23 les condensateurs 15 et 16 jusqu'à une tension égale à celle de déplacement du zéro de l'amplificateur opérationnel correspondant. En régime de commutation, sur un signal du dispositif de commande, les clés 5, 6, 7, 8, 20 et 21 se ferment et les clés 22 à 27 s'ouvrent. Par l'intermédiaire des clés 20 et 21 les tensions de déplacement du zéro des amplificateurs opérationnels 1 et 2, -stockées dans les condensateurs, sont appliquées aux entrées non inverseuses 14 et 13 des amplificateurs opérationnels respectifs 1 et 2.En régime de commutation, les amplificateurs opérationnels 1 et 2 sont bouclés en contre-réaction à 100% par les clés 5, 6 et 7, 8, de sorte qu'à leurs sorties Il et 12 apparaissent des tensions égales aux sommes algébriques de la tension propre de déplacement du zéro de l'un des amplificateurs et de celle de l'autre stockée dans le condensateur. Les tensions de déplacement du zéro des amplificateurs opérationnels 1, 2 comprises dans ces sommes algébriques sont de même signe, les tension stockées de déplacement du zéro. étant appliquées aux entrées non inverseuses des amplificateurs opérationnels 1 et 2. Comme les éléments de commutation actifs sont connectés en série, aux bornes d'entrée 9 et 10 apparaît la différence entre les sommes algébriques des tensions de sortie des amplificateurs opérationnels 1 et 2, et étant donné que ces dernières comportent des termes identiques ayant les mêmes signes, la différence des tensions entre les bornes 9 et 10 est nulle. C'est ainsi que s'effectue la compensation totale de la tension résiduelle aux bornes d'entrée 9 et 10 du dispositif de commutation. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n1 ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATIONS 1. Dispositif de commutation à base d'un élément de com- mutation actif sous forme d'un amplificateur opérationnel bouclé en contre-réaction par des éléments clés ou portes caractérisé en ce qu'il comprend deux éléments de commutation actifs identiques reliés en série et deux circuits identiques de stockage de la tension de déplacement ou de réglage du zéro des amplificateurs opérationnels, les entres de chacun desdits circuits de stockage sont raccordées aux sorties des amplificateurs opérationnels, tandIs que leurs sorties sont raccordées aux entrées non inversellses desdits amplifi- cateurs opérationnels, la sortie du premier circuit de stockage étant raccordée à l'entre non ierseuse de celui des amplificateurs opérationnels qui a sa sortie reliée au second circuit de stockage, la sortie du second circuit de stockage étant raccordée à l'entrée non inverseuse de celui des amplificateurs opérationnels qui a sa sortie reliée -au premier circuit de stockage. 2. Dispositif de commutation selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun de ses circuits de stockage de la tension de déplacement ou de réglage du zéro de I'ampli- ficateur opérationnel comporte un condensateur qui a l'une de ses connexions reliée au point milieu des sources d1ali- mentation des amplificateurs opérationnels, et son autre connexion, par l'intermédiaire d'une clé ou porte, à entrée non inverseuse du premier amplificateur opérationnel1 -et par l'intermédiaire d'une clé ou porte de charge, à la sortie du second amplificateur opératlzonnel et deux clés ou portes servant à court-circuiter les entrées de l'amplificateur opérationnel au moment du stockage, l'une desdites clés ou portes étant branchée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel et l'entrée inverseuse de c.elui-ci, et l'autre, entre l'entrée non inverseuse et le point milieu des sources d'alimentation des amplificateurs opéraonnels.