Brevet FR2479602A1 — publié le 19811002

L'invention concerne un circuit de commande du courant de repos d'un étage amplificateur de classe AB, comprenant un premier élément amplificateur destiné à conduire un premier courant principal en réponse à un signal de tension d'entrée appliqué à cet étage, et un second élément amplificateur destiné à conduire un second courant principal en réponse au signal d'entrée et à une tension constante de repos appliquée à l'étage, une charge étant reliée au point de liaison entre les premier et second éléments amplificateurs et à un premier potentiel de référence. Un domaine d'application de ces amplificateurs est la commande du courant d'alimen- tation des bobines de déviation pour écrans vidéo. Un étage amplificateur fonctionne en classe A si les éléments d'amplification qu'il comporte, généralement des transistors, sont polarisés de manière à fonctionner dans leur plage linéaire (active) pour tous les signaux d'entrée de l'amplificateur. Dans un étage amplificateur de classe B, les transistors utilisés sont polarisés de manière à être commandés pour prendre un état totalement conducteur ou un état non conducteur sous des signaux d'entrée de polarité donnée. Dans des étages amplificateurs recevant un signal d'entrée sinusoïdal, par exemple, un transistor est commandé de manière à être conducteur pendant une première demi-période du signal d'entrée, et de manière à être bloqué pendant la seconde demi-période. Un second transistor est donc utilisé dans cet amplificateur et est commandé de manière à être conducteur pendant la seconde demi-période afin qu'un signal amplifié de sortie soit obtenu pendant les deux demi-périodes du signal d'entrée. Un étage amplificateur de classe AB fonctionne sensiblement comme un étage amplificateur de classe B. Dans une plage voisine de zéro, o le courant de charge s'inverse, les deux éléments d'amplification sont cependant conducteurs dans le cas d'un amplificateur de classe AB. Le courant circulant dans les deux éléments d'amplification lorsque le courant de charge est nul est appelé "courant zéro" ou "courant de repos". Des circuits d'amplificateurs connus dans l'art antérieur, destinés à commander le courant de repos, 1. 2. sont décrits, par exemple, dans les brevets de la République Fédérale d'Allemagne n0 22 52 666 et n0 26 14 399. L'invention a pour objet un circuit destiné à un amplificateur de classe AB, dans lequel le courant de repos peut être commandé par une contreréaction avec la même précision que celle obtenue avec le signal d'entrée de l'amplificateur. Le circuit selon l'invention est caractérisé par le fait qu'une première boucle de contre-réaction, associée au premier élément amplificateur, comprend un premier élément de détection monté dans le circuit de charge afin de détecter le courant de charge et d'établir une première quantité dont la valeur dépend du courant de charge, cette première boucle de contre-réaction comprenant également un additionneur relié par un premier amplificateur à l'électrode de commande du premier élément amplificateur afin d'additionner le signal d'entrée et ladite valeur qui dépend du courant de charge. Le circuit comprend une seconde boucle de contre-réaction associée au second élément amplificateur et comprenant un second élément de détection qui est relié au circuit du courant principal afin de détecter ce courant principal et d'établir une seconde quantité dont la valeur dépend de ce second courant principal. Cette seconde boucle comprend un second additionneur relié par un amplificateur à l'électrode de commande du second élément amplificateur afin d'additionner la tension de repos à la valeur dépendant du second courant principal. L'invention sera décrite plus en détail en regard du dessin annexé à titre d'exemple nullement limitatif et sur lequel: - la figure 1 est un schéma du circuit selon l'invention utilisé avec un amplificateur de classe AB; et - la figure 2 est un graphique montrant les relations entre certaines valeurs apparaissant dans le circuit représenté sur la figure 1. La figure 1 représente un étage amplificateur de classe AB, divisé en deux boucles séparées de contre-réaction. La première boucle de contre-réaction comprend un additionneur 3. Si qui reçoit à une entrée positive la tension UTN d'un signal d'entrée. La sortie du circuit Si est reliée à l'entrée d'un amplificateur Ai à gain et impédance d'entrée très élevés en circuit ouvert (A, Z inA e). La sortie de l'amplificateur Ai est reliée à la base d'un transistor qui est représenté, sur la figure 1, sous la forme d'un transistor bipolaire npn, monté dans le circuit de courant principal de l'étage ampli- ficateur, entre deux bornes +V et -V d'une source de tension d'alimentation. Une charge Z, par exemple l'inductance d'une bobine de déviation, est montée en série avec une résistance Rl reliée à un potentiel de référence (la terre ou la masse). La chute de tension Ul se produisant dans la résistance Rl de détection est transmise à une seconde entrée positive et à une entrée négative de l'additionneur Si afin que l'on obtienne la boucle de contre-réaction. Le courant IL parcourant la charge est donc détecté par la résistance Rl et renvoyé, par l'intermédiaire de l'additionneur, à l'entrée de l'étage amplificateur. La seconde boucle de contre-réaction comprend un second additionneur S2, un amplificateur A2 à gain et impédance d'entrée très élevés, en circuit ouvert, un transistor T2 du type npn et une résistance R2 reliée à la seconde borne -V de la source de tension d'alimentation. Le courant I2 passant dans le transistor T2, c'est-à-dire le courant principal de l'étage amplificateur, est détecté par la résistance R2, et une tension U2, proportionnelle à ce courant, est appliquée à l'additionneur S2, de la même manière que dans la première boucle de contre-réaction. L'étage amplificateur fonctionne de manière que, lorsqu'une certaine tension de repos Uo est appliquée et que la tension d'entrée UIN = 0, les deux transistors soient commandés pour fonctionner dans leur plage linéaire et un courant de repos donné Io circule dans un circuit du courant principal de l'étage amplificateur, entre les deux bornes +V, -V de la source de polarisation. Il est donc demandé à l'étage amplificateur que le courant 1L passant dans la charge Z soit nul, car UIN = 0. Si l'on suppose que la tension de repos Uo est positive par rapport à la'masse de référence, la chute de tension dans la résistance R2 est égale à R2.I2 = Uo, car Uo > 0 et le point 2 est à un potentiel proche de 0 (masse virtuelle) en raison du gain élevé de l'amplificateur A2. Autrement dit: I1 = Uo/R2 La chute de tension dans la résistance R1 est en même temps égale à Rl.IL = 0, car UIN = 0, c'est-à-dire: IL = 0 Le courant passant dans la charge est donc égal à zéro lorsque le signal d'entrée est égal à zéro, et le courant de repos Io = I1 = I2 = Uo/R2 ne dépend que de la tension de repos Uo et de la résistance R2. Dans le cas o UIN Uo, le courant de charge IL circule dans le transistor T1. De plus, le courant de repos Io circule dans les transistors T1 et T2 de même qu'un courant excédentaire possible, si R2 Pour UIN = 0, le courant de repos Io circule dans les deux transistors T1 et T2. Le courant de charge IL est alors égal à zéro. Dans le cas o UIN> Uo, le courant de charge IL passe dans le transistor T1. Le courant I2 est alors égal à 0. La relation suivante est vérifiée: IL = UIN/Rl I2 = (Uo-UIN)/R2 = Io - UIN/R2 pour I2 > 0 I1 = IL + I2 pour I1 > 0 Le courant de charge IL ne dépend donc uniquement que de la première boucle de contre-réaction comprenant la résistance R1, et de la tension UIN. - Le graphique de la figure 2 montre la variation des courants I1 et I2 des transistors et du courant de charge IL (pour I1 > 0) en fonction de la tension d'entrée UIN. Pour UIN >Uo, I2 = 0, conformément à ce qui précède, et le courant de charge n'est constitué que du courant I1 passant dans le 4. 5. transistor TI. Pour UIN Uo, le courant IL est constitué de deux courants Il et I2, mais la valeur du courant de charge est égale à UIN/R1, c'est-à-dire qu'elle ne dépend que de la première boucle de contre-réaction et que de la tension d'entrée UIN. Le graphique de la figure 2 montre, cependant, que les courants Il et I2 des transistors varient de manière différente suivant le degré de la contre- réaction se produisant dans les deux boucles. Ceci est déterminé par la valeur des résistances de détection Ri et R2, respectivement. Pour Ri > R2, le courant Il du transistor Tl augmente proportionnellement à l'accroissement de la valeur négative de la tension d'entrée UIN; le courant -I2 du transistor T2 diminue de manière correspondante, de sorte que le courant de charge diminue continuellement et propor- tionnellement à -UIN" comme indiqué en traits mixtes sur la figure 2. Par contre, pour Ri précédent, comme indiqué en traits pointillés sur la figure 2. Etant donné que le courant Il doit être supérieur à 0, on obtient dans ce cas une limitation de la plage de commande de l'amplificateur pour la valeur d'entrée UINo et la valeur ILo du courant de charge. Dans le cas limite (en trait plein sur la figure 2), lorsque Ri = R2, on obtient I1=Io et I2 devient égal au courant de charge, diminué du courant constant de repos Io. Il est évident qu'un tel degré de contre-réaction de l'amplificateur, déterminé par la condition Ri > R2, conformément à ce qui précède, est préférable, car il offre une large plage de commande pour la tension d'entrée UIN. Dans le cas o Ri charge IL. Le circuit selon l'invention peut également être utilisé dans des amplificateurs qui, à la place des transistors bipolaires montrés sur la figure 1, comportent des transistors à semi-conducteur métal-oxyde, par exemple du type 6. 2479602 à rainures en V. De même, le montage peut être ut:is lorsque les transistors T1 et T2 forment un mc.ntage cc imentare, qu'ils soient bipolaires ou du type a s--i- co Uter mata - oxyde. Il va de soi que de notreuses lolfications peuvent être apportées au circuit s-crt et r r-sentr sars sortir du cadre de l'invention. 7. REVENDICATIONS 1. - Circuit de commande du courant de repos d'un étage amplificateur de classe AB, comprenant un premier élément amplificateur (Tl) destiné à conduire un premier courant principal (Il) en réponse à une tension signal d'entrée appliquée à cet étage, et un second amplifi- cateur (T2) destiné à conduire un second courant principal (12) en réponse au signal d'entrée (UIN) et à une tension de repos constante (Uo) appliquée à l'étage, une charge (Z1, R1) étant reliée au point de liaison entre les premier et second éléments amplificateurs et à un premier potentiel de référence (masse ou terre), le circuit étant caractérisé en ce qu'il comporte une première boucle de contre-réaction associée au premier élément amplificateur (Ti) et comprenant un premier élément de détection (RI) monté dans le circuit de charge afin de détecter le courant de charge et d'établir une quantité dont la valeur dépend du courant de charge, cette première boucle comprenant également un additionneur (Si) relié par un premier amplificateur (Ai) à l'électrode de commande du premier élément amplificateur afin d'additionner le signal d'entrée à ladite valeur qui dépend du courant de charge, le circuit comprenant une seconde boucle de contre-réaction associée au second élément amplificateur principal (I2). 2. - Circuit selon la revendication 1, carac- térisé en ce que le premier élément de détection comprend une résistance (Ri) montée en série avec une impédance (Z) qui constitue ladite charge (Zi, Ri), le second élément de détection comprenant une résistance (R2) connectée à 19 émet- teur du second transistor (T2) et à un second potentiel de référence (-V). 8. 2479602 3. - Circuit selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la valeur de la première résistance (Rl) est choisie de manière à être supérieure à celle de la seconde résistance