Brevet FR2447642A1 — publié le 19800822

La présente invention a trait aux étages amplificateurs à transistor utilisés dans le domaine de la télédistribution pour équiper les circuits électroniques placés en aval des installations d'antennes collectives. Plus particulièrement, elle concerne un dispositif de correction des défauts de linéarité de ces étages. Dans ces étages amplificateurs dont les transistors sont polarisés en classe A, le rendement, théoriquement limité à 0,5 par le fait que la puissance moyenne fournie à l'étage est constante quelle que soit l'amplitude du signal, est en réalité beaucoup plus faible, en raison de la non-linéarité de la caractéristique de transfert 1c = f (in) du transistor. Cette non-linéarité oblige en effet à maintenir le niveau de sortie de l'étage nettement en dessous de la zone ou elle se manifeste, si lton ne veut pas voir apparaître des harmoniques indésirables du courant d'émetteur et de eollecteur, Le but de l'invention est d'améliorer le rendement de ces étages de classe A en proposant un dispositif qui remédie à leurs défauts de linéarité. L'invention concerne a cet effet un dispositif de correction de défauts de linéarité d'un étage amplificateur à transistor polarisé en classe A du genre défini plus haut et, en outre, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composant électronique au fonctionnement non linéaire, inséré dans le circuit base-émetteur du transistor de l'étage amplificateur et relié à un circuit de polarisation nexe. La présence de cet élément non linéaire, auquel on associe un circuit de polarisation annexe, permet, par un choix convenable du point de fonctionnement statique de cet élément, d'assurer une compensation exacte des défauts de linéarité du transistor de l'étage. On évite ainsi l'apparition de raies parasites a'intermodulation et l'on supprime ou réduit le taux de distorsion harmonique à niveau de sortie identique. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante et aux dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquels - la figure 1 représente un étage amplificateur à transistor de type classique, en l'absence du dispositif de correction selon l'invention ; et - les figures 2 à 4 représentent trois types d'étages amplificateurs dans chacun desquels est incorporé un iode de réalisation différent du dispositif de correction conforme à l'invention. La structure la plus communément adoptée dans un étage amplificateur à transistor à large bande est représentée sur la figure 1. Dans cet étage, dont E et S désignent l'entrée et la sortie, des circuits de contre-réaction série et parallèle, res pectivément 1 et 2, sont associés à un transistor NPN 3 afin de fixer les caractéristiques de gain et d'impédance de l'étage. Les tensions V1 et Y2 assurent la polaris-tion de cet étage. Une structure conforme à l'invention est représentée sur la figure 2. Sur cette figure, l'étage comprend un circuit de contre-réaction série, constitué d'une résistance 4, et un circuit de contre-réaction parallèle, constitué d'une inductance 5, d'une résistance 6 et d'un condensateur 7. Une diode 8, reliée à un potentiomètre 9 alimenté par une tension V3, est insérée dans le circuit base-émetteur du transistor 3, en parallèle sur la résistance 4 de contre-réaction série prévue entre l'émetteur du transistor et la masse. Le point de fonctionnement statique de cette diode 8 est fixé par la valeur de V3 et la position du 3 potentiomètre 9.Par contre, du point de vue dynamique, la diode 8 est en parallèle sur la résistance 4 avec laquelle elle constitue un circuit modifié de contre-réaction série. Le réglage du point de polarisation de l'élément non linéaire que constitue la diode 8 permet de faire varier la distorsion introduite par cette diode, de façon a compenser exactement celle apportée par le transistor 3 en l'absence de tout dispositif de correction. Le circuit de la figure 2 a fonctionné correctement avec les valeurs suivantes - résistance 4 : 22 ohms - inductance 5 : 10 nanohenrys - autres inductances : 5, 5 microhenrys - résistance 6 : 270 ohms - condensateurs : 1 nanofarad - potentiomètre 9 : 4 700 ohms - V1 et V2 : selon les transistors utilisés 3 : - 24 volts. Une variante de réalisation de l'invention est représentée sur la figure 3. Sur cette figure, les éléments sont identiques à ceux de la figure 2, à cette exception près que le circuit de contre-réaction série comprend maintenant un transistor à effet de champ 10 dont le point de fonctionnement est fixé par la tension d'alimentation V4. Comme dans le cas du premier mode de réalisation, le réglage du point de fonctionnement de l'élément non linéaire que constitue le transistor à effet de champ 10 fixe la distorsion introduite par cet élément à une valeur qui compense celle apportée par le transistor 3 de l'étage amplificateur. Le circuit de la figure 3 a fonctionné correctement avec les valeurs suivantes : - résistance Il : 2 700 ohms - résistance 12 : 240 ohms - autres valeurs : identiques à celles des éléments analogues présents dans le circuit de la figure 2. Une autre variante de réalisation du dispositif selon l'invention consiste à placer un élément non linéaire, par exemple une diode 12 (voir la figure 4), en cascade avec l'étage amplificateur. Le point de fonctionnement de cette diode 12 est imposé par la tension V5, de façon à fixer la-distorsion introduite par la diode à une valeur compensant exactement celle introduite par le transistor 3 de l'étage.Ce circuit a fonctionné correctement avec les valeurs suivantes - résistance 13 e 220 ohms ; - résistance 4 : 3 300 ohms - résistance 15 : 330 ohms - résistance 16 : 19 ohms - résistance 17 : 220 ohms - potentiomètre 18 :22 000 ohms - inductances : 5,5 microhenrys - condensateurs : 1,5 nanofarad - V5 : 24 volts, Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation décrits ci-dessus, à partir desquels on-pourra prévoir d'autres modes et d'autres formes de réalisation sans pour cela sortir du cadre de l'invention. En particulier, on peut insérer l'élément non linéaire non plus dans le circuit de contre-réaction série, mais dans le circuit de contre-réaction parallèle. Par ailleurs, les circuits proposés sont réalisés de préférence en circuit intégré, mais peuvent également l'être en éléments discrets. REVENDICATIONS 1. Dispositif de correction des défauts de linéarité d'un étage amplificateur à transistor polarisé en classe A, utilisé notamment dans les amplificateurs haute fréquence qui équipent, dans le domaine de la télédistribution, les circuits électroniques placés en aval des installations d'antennes collectives, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un composant électronique au fonctionnement non linéaire, inséré dans le circuit base-émetteur du transistor de l'étage amplificateur et relié à un circuit de polarisation annexe. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant non linéaire est une diode placée en parallèle sur une résistance d'émetteur et de façon que sa cathode soit reliée à 11 émetteur du transistor de l'étage amplificateur. 3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant non linéaire est un transistor a effet de champ inséré dans la connexion d'émetteur du transistor de l'étage de façon que son drain soit relié à l'émetteur de ce transistor de l'étage amplificateur. 4. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composant non linéaire est une diode insérée dans la connexion de base du transistor de l'étage amplificateur de façon que son anode soit reliée a la base de ce transistor. 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il constitue, avec l'ensemble de l'étage amplificateur, un circuit intégré.