Brevet FR2485830A1 — publié le 19811231

CONVERTISSEUR DE SIGNAUX TRIANGULAIRES EN SIGNAUX SINUSOIDAUX La présente invention concerne un convertisseur de signal triangulaire en signal sinusoidal. Parmi les divers convertisseurs de signal triangulaire en signal sinusoidal, on peut mentionner le convertisseur décrit par R.G NOYER et al dans le NO de juin 1976 du IEEE Journal of solid-state circuits, pages 418 à 420. L'avantage du convertisseur décrit dans ce document est que l'onde sinusoidale de sortie présente une très faible distorsion harmonique. Ce convertisseur connu, représenté en figure 1, comprend deux transistors Q1 et Q2. Les collecteurs de ces transistors sont connectés à une tension d'alimentation positive V+ par l'intermédiaire de résistances- RL. Les émetteurs de ces transistors sont reliés à une tension de référence V par l'intermédiaire de sources de courant identiques I. Ces émetteurs sont également interconnectés avec interposition d'une résistance R. La base du transistor Q1 est la borne d'entrée du signal triangulaire, la borne de base du transistor Q2 est connectée à la masse.La tension sinusoldale de sortie est disponible de façon différentielle aux bornes des collecteurs des transistors Qi et Q2, après réglage à la valeur adéquate de R. Si l'on souhaite réaliser un tel circuit sous forme de circuit intégré, deux inconvénients principaux se présentent. Le premier inconvénient est lié au fait que, dans un circuit intégré, on cherche toujours à minimiser le nombre de bornes ou plots d'accès, qui constituent l'un des éléments non négligeables du prix. Ainsi, le circuit de la figure 1, outre les plots nécessaires aux diverses tensions d'alimentation, d'entrée et de sortie, comprend au moins deux plots pour la connexion de la résistance R qui est une résistance de précision non intégrable. Un inconvénient plus gênant du circuit de la figure 1 est que la tension de sortie est obtenue sous forme différentielle, ce qui oblige à prévoir un circuit électronique relativement complexe à la sortie, désigné dans la figure par la réference 1, pour restituer le signal sinusoïdal par rapport à un potentiel défini, par exemple le potentiel de la masse. Un objet de la présente invention est de prévoir un nouveau convertisseur de signal triangulaire en signal sinusoïdal qui présente la mêmeca ractérîstique que le circuit décrit précédemment en en minimisant les inconvénients lors d'une réalisation sous forme de circuit intégré. Un objet plus- particulier de la présente invention est de prévoir un convertisseur de signal triangulaire en signal sinusoïdal dans- lequel une résistance externe puisse être connectée par un seul plot du circuit distinct des plots d'alimentation. Un autre objet particulier de la présente invention est de prévoir un circuit intégrable de convertisseur de signal triangulaire en signal sinusoïdal dans lequel la tension soit simplement disponible sous forme d'une tension liée à un potentiel défini, tel que celui de la masse. Pour atteindre ces objets ainsi que d'autres, la présente invention prévoit un circuit convertisseur de signaux triangulaires en ondes sinusoïdales comprenant un premier transistor dont le collecteur est relié à une tension d'alimentation, l'emet- teur est relié à une tension de référence par 1' intermédiaire d'une première source de courant et dont la base reçoit des signaux triangulaires ce circuit comprenant en outre une diode reliée d'une part à la borne de tension d'alimentation par l'intermédiaire d'une deuxième source de courant d'intensité moitié de celle de la première source et d'autre part, à l'émetteur dudit transistor, le point de connexion de la diode et de la deuxième source de courant étant relié à une borne de sortie d'onde sinusoïdale ellemême reliée à la tension de référence par l'intermédiaire d'une résistance de valeur choisie. Comme cela est classique dans le domaine des circuits intégrés, la diode est constituée au moyen d'un deuxième transistor dont le collecteur est connecté à la base, ce deuxième transistor étant identique au premier. Les deux transistors sont -reliés par leurs émetteurs. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1 représente un circuit de l'art antérieur qui a déjà été décrit précédemment ; la figure 2 représente de façon générale un convertisseur triangle/sinus selon la présente invention la figure 3 représente une variante du circuit de la figure 2 les figures 4 et 5 représentent diverses variantes de circuit relatives à l'extraction de la tension sinusoidale de sortie la figure 6 représente de façon plus détail lée un mode de réalisation particulier de la présente invention pour une application en circuit intégré. La figure 2 représente schématiquement un circuit selon la présente invention. Ce circuit est alimenté par une tension positive Y+ et une tension négative V . Il comprend un transistor d'entrée 10 recevant sur sa borne de base des signaux triangulaires. Le collecteur du transistor 10 est relié à la tension et son émetteur à la tension V par l'intermédiaire d'une source de courant 11 d'intensité 21. Une diode12 est disposée entre la source d'alimentation positive et l'émetteur du transistor 10 Le couplage entre la diode et la source d'alimentation positive se fait par l'întermédiaîre d'une source de courant 13 d'intensité I, c'est-à-dire d'intensité moitié de celle de la source de courant 11.La diode 12 a été figurée, comme cela est classique dans les- réalisations en circuit intégré sous- forme d'un transistor dont le collecteur et la base sont court-circuités. Le signal de sortie est disponible aux bornes d'une résistance 14 reliée par sa première borne 15 à une borne de la diode 12, et par sa deuxième borne 16 à un potentiel de référence, par exemple la masse. Le calcul et- l'expérience montrent bien qu'en fonction du choix de la valeur de la résistance 14, on obtient à la borne 15 un signal sinusoïdal alors qu'un signal triangulaire est appliqué à la base du transistor d'entrée 10. Ainsi, le circuit selon la présente invention a la même fonction que le circuit de l'art antérieur illustré en figure 1 mais présente par rapport à ce circuit les avantages annoncés, à savoir que : un seul plot de sortie 15 est nécessaire pour la connexion de la résistance externe de réglage 14, et la tension de sortie sur la borne 15est obtenue directement par rapport à un potentiel de référence et non pas de façon flottante comme dans le cas du circuit de la figure 1. Bien entendu, le circuit selon la présente invention illustré en figure 2 peut être soumis à de nomb.reuses variantes de réalisation. Comme le représente la figure 3, un dispositif peut être prévu pour mieux équilibrer encore le courant entre le transistor 1Q et la diode 12. On retrouve dans le circuit de la figure 3 la tension d'alimentation positive V+ et la source de courant 13 d'intensité I. Mais le collecteur du transistor 10 est relié à la tension d'alimentation V par l'intermédiaire d'un transistor 20 et la source de courant 13 est reliée à la diode 12 par l'intermédiaire d'un deuxième. transistor 21 comme représenté. La figure 4 représente une variante d'obtention de la tension de sortie. La borne 16 de la résistance 14 est reliée directement à un potentiel de référence tel que la masse et la borne 15 de cette résistance est connectée à une borne de sortie finale 30 par l'intermédiaire d'un amplificateur opérationnel 31. La borne 15 est reliée à l'entrée positive de cet amplificateur opérationnel dont la sortie est reliée à l'entrée négative. On obtient ainsi un suiveur fournissant une tension de sortie sous faible impédance, de façon connue. La figure 5 illustre une autre variante d'obtention de la tension de sortie; La borne 16 est reliée à l'entrée négative d'un amplificateur opérationnel 40 dont l'entrée positive est reliée à un potentiel de référence, par exemple la masse. La sortie de l'amplificateur opérationnel est reliée à sa borne d'entrée par l'intermédiaire d'une résistance 41 dont la valeur est n fois la valeur de la résistance 14. On obtient donc à la sortie 42. de l'aplificateur opérationnel une tension sinusoldale amplifiée par rapport à la tension de la borne 16 d'un facteur correspondant au rapport entre les valeurs des résistances 41 et 14. Le circuit est bien équivalent au précédent étant donné que la borne 16# voit- à travers l'amplificateur opérationnel 40 le potentiel de la masse Il y a donc équivalence pour cette borne avec une connexion à la masse. La figure 6 représente un mode de réalisation plus détaillé de. la présente invention et indique comment peuvent être réalisées les diverses sources de courant 11 et 13 de la figure 1 sous une forme simplement intégrable. On retrouve dans cette figure le transistor 10, la diode 12, les bornes 15 et 16 et la résistance 14. La source de courant 13 d'intensité I est obtenue au moyen d'un transistor 50 couplé en miroir de courant avec un transistor 51. Le transistor 51 est monté en série avec une résistance 52 et un transistor 53 entre les bornes d'alimentation V+ et V . Ce transistor 53 est donc parcouru par le même courant I que le transistor 50. Ce transistor 53 est couplé selon un montage en miroir de courant avec une paire de transistors 54 et 55 qui sont ainsi chacun parcourus par le courant I. On obtient bien une extraction d'un courant 21 entre le point de connexion des émetteurs des transistors 10 et 12 et la borne d'alimentation négative V La présente invention n'es-t pas limitée aux modes de réalisation qui ont été explicitement décrits. Elle en comprend les diverses variantes et généralisations incluses dans le domaine des revendications ci-après. REVENDICATIONS 1. Circuit convertisseur de signaux triangulaires en signaux sinusoïdaux, comprenant un premier transistor (10) dont le collecteur est relié à une borne de tension d'alimentation (V+), dont ltémetteur est relié à une tension de référence (V ) par l'intermédiaire d'une première source de courant (11) et dont la base reçoit les signaux triangulaires-, caractérisé en ce qu' il comprend en outre une diode (12) reliée d'une part à la borne de tension d'alimentation (V+) par l'intermédiaire d'une deuxième source de courant (13) d'intensité moitié de celle de la première et d'autre part à l'émetteur du premier transistor, le point de connexion de la diode et de la deuxième source de courant étant relié à une borne de sortie d'onde sinusoïdale (15) elle-même reliée à une tension de référence (16) par l'interme- diaire d'une résistance (14) de valeur choisie. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la diode (12) est constituée d'un deuxième transistor identique au premier transistor, dont le collecteur est connecté à la base, ces deux transistors étant reliés par leurs émetteurs. 3. Circuit convertisseur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les collecteurs des premier et deuxième transistors sont couplés par un circuit d'équilibrage comprenant des troisième et quatrième transistors