Brevet FR2487550A1 — publié le 19820129

pispositif rour effectuer une différence entre deux courants, et son application à un circuit multinlieur. L'invention est relative à un dispositif pour effectuer une différence entre deux courants fournis par une première et une deuxième source de courant et pour faire passer cette différence dans un circuit d'utilisation. L'invention a pour but, surtout, de fournir un dispositif du genre défini précédemment tel qu'il réponde mieux que jusqu'à prisent aux diverses exigences de la pratique et notamment tel qu'il soit d'un prix de revient réduit et d'un fonctionnement suffisam-ment rapide. Selon l'invention, un dispositif du genre défini précédemment est caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit à deux transistors identiques, à gain important, dont les émetteurs sont branchés sur une même tension, dont les bases sont reliées entre elles et dont les collecteurs sont reliés, respectivement, à la première et à la deuxième source de courant, le collecteur du transistor relié à la source de courant de plus faible intensité étant également relié au circuit d'utilisation. Avantageusement, les transistors sont du type PNP. Le gain peut etre de l'ordre de 400 ou supérieur à 400. Les bases des deux transistors sont reliées, de préférence, au collecteur du transistor qui est branché sur la source de courant de plus forte intensité. Avantageusement, on prévoit des moyens d'injection d'un courant sur le collecteur du transistor qui est également relié aux bases desdits transistors pour maintenir ce transistor dans une zone de fonctionnement à gain élevé et constant; ces moyens d'injection sont agencés pour injecter un courant de meme intensité sur l'autre transistor, afin d'équilibrer la différence de courantsenvoyéedans le circuit d'utilisation. Les moyens d'injection peuvent o;nprendre deux tr2nslstors, de type coEplementaire aux précédents,dont les bases sont' reliées entre elles et maintenuessousune tension constante, tandis que les collecteurs de ces transistors sont reliés respec tivement aux collecteurs des deux autres transistors, et que les émetteurs des transistors des moyens d'injec tion sont reliés à une source de tension constante par l'intermédiaire d'un potentiomètre permettant d'assurer l'égalité des courants traversant ces deux transistors. Les transistors des moyens d'injection sont avantageusement du type NPN. Les bases des transistors des moyens d'injec tion sont reliées à la source de tension constante par l'intermédiaire d'une diode Zener. Dans une application avantageuse,oe dispositif pour effectuer la différence entre deux courants est combiné avec trois convertisseurs analogiques digitaux pour permettre d'effectuer une multiplication quatre quadrants ; chaque convertisseur est agencé pour fournir à sa sortie une intensitéconstituant une image de l'intensité d'entrée, fournie sous forme analogique multipliée par un opérande fourni sous forme numérique, le premier convertisseur ayant deux sorties branchées aux entrées de deux autres convertisseurs, l'entrée de l'opérande du premier conver tisseur correspondant à un premier facteur x de la multiplication, tandis que les entrées des opérandes des deuxième et troisième convertisseurs correspondent à l'autre facteur y de la multiplication, le résultat de cette multiplication étant obtenu en branchant à la sortie des deuxième et troisième convertisseurs le dispositif pour effectuer la différence de courants. L'invention consiste, mises à part les dispositions exxs sées cidessus, en certaines autres dispositions dont il sera plus explicitement question ci-après à propos drun mode de réalisation particulier décrit avec référence au dessin ci-annexé, mais qui n'est nullement limitatif. La fig. 1 de ce dessin est un schéma d'un dispostif selon l'invention. La fig. 2, enfin, est un schéma d'une variante de ce dispositif. En se reportant au dessin, notamment à la figure 1, on peut voir un dispositif D pour effectuer respectivement une différence entre deux courants I1, I2 fournis/par une première source de courant S1 et une deuxième source de courant S2 ; la différence I1 - I2 de ces courants passe dans un circuit d'utilisation B. Le dispositif D comprend un circuit à deux transistors identiques T1, T2, de type PNP. L'émet- teur de chaque transistor T1, T2, est branché, par l'intermédiaire d'une résistance R sur une même tension par exemple + 12 volts positive. Les Dases aes aeux transistors T1, T2, sont reliées entre elles ; en outre, ces bases sont reliées par un conducteur 1 au collecteur du transistor T1 Le collecteur du transistor T1 est relié à la source de courant S1 qui débite le courant de plus forte intensité I1. Le collecteur du deuxième transistor T2 est relié à la deuxième source de courant S2 qui débite un courant plus faible 12 Le collecteur du transistor T est, en outre, relié par un conducteur 2 au circuit 2 d'utilisation B. Le point de connexion entre ce conduc teur 2 et le collecteur du transistor T2 a été désigné par C. On choisit les transistors et on agence le circuit de telle sorte aue le aain ss des transistors T. notamment de l'ordre ae 400 -- -- --- 1 et T2 soit important/. Il en résulte que le courant qui circule par le conducteur 1 et entre la base et le collecteur de T1 et de T2 est négligeable. Dans ces conditions, les transistors T1 et T2 ont la meme polarisation et lescourants de collecteur sont eaux. avec une bonne annroximation. Sil'on désigne par IC le courant de coilecteur de T2 en amont de la jonction C, I1 étant le courant de collecteur du transistor T1, on a la relation IC = I1. Comme le courant en aval du point C est égal à I2, le courant IB qui passe dans le circuit d'utilisation 13 est égal à B = 1C I2 = I1 - I2 Pour se situer dans une zone à gain P, élevé et constant, il est nécessaire d'avoir I1 > 0. Pour satisfaire à cette condition dans tous les cas, on prévoit, confie représenté sur la figure 2, des moyens d'injection F d'un courant IcA sur le collecteur T1. Pour équilibrer le circuit et conserver la différence I1 - I2 sur le conducteur 2, vers le circuit d'utilisation B, on injecte un courant IU3 de nrrrr intensité sur le collecteur de T2. Les moyens F comprennent deux transistors identiques, notamment de type NPN, T3, T4, dont les bases sont reliées entre elles ainsi qu'à un point 3 à tension constante. Ce point 3 est lui-meme relié, par l'inter- médiaire d'une diode Zener 4 au pâle négatif d'une source à tension constante, par exemple à - 12 volts. La diode Zener permet de polariser, par exemple à - 6 volts, les bases des deux transistors T3, T4. Le point 3 est, en outre, relié à la masse par une résis- tance R3. Les collecteurs des transistors T3, T4 , sont reliés, respectivement, aux collecteurs des transistors T1, T2. L'émétteur du transistor T3 est relié par une résistance R1, à une borne d'un potentiomètre P1 L'émetteur de l'autre transistor T4 est relié par une résistance identique R1 à l'autre borne du potentiomètre P1. Ce potentiomètre permet de rajuster les valeurs des résistances des circuits émetteurs des deux transistors T3, T4 de manière à assurer l'égalité des courants de collecteurs 1CA = ICB Sur le conducteur 2 on retrouve toujours la différence Iî - 2 Le dispositif D est avantageusement combiné avec trois convertisseurs analogiques digitaux pour permettre d'effectuer une multiplication quatre quadrants, c'est- -dire une multiplication soit de nombrespositifs soit de nornbres positifs et négatifs, soit de nombres négatifs Comme montré sur la figure 2, un premier convertisseur analogique digital 5 reçoit, sur une entrée 5a, un signal analogique sous forme d'une intensité. Sur une autre entrée 5b, ce convertisseur re.- çoit, sous une forme numérique, un opérande ~,le convertisseur 5 fournit sur ses sorties 5c, 5d, un signal analogique correspondant à la multiplication du signal analogique sur l'entrée 5a par l'opérande x introduit en 5b. La sortie 5c correspondant à un signal positif (xch) est reliée à l'entrée d'un convertisseur 6 semblable au convertisseur 5. La sortie 5d correspodantà un signal négatif, (-x+h) est reliée à l'entrée 7a a --n troisième convertisseur 7, semblable au convertisseur 5. Les entrées 6b, 7k des convertisseurs 6 et 7 reçoivent, sous forme numérique, un opérande y. La sortie 6c du convertisseur 6 donne un signal de la forme (x + h) y.Cette sortie 6c est reliée à la sortie 7d de 7. La sortie 7c du convertisseur 7 donne un signal du type - (x - h) y; cette sortie 7c est reliée à la sortie 6d de 6. En réalisant la différence de ces deux signaux, on obtient la valeur 2 x.y,ctest-X-dire le double du produit des deux facteurs x, y envoyés sous forme numérique sur les entrées Sbet 6b, 7b. Le dispositif D branché à la sortie des convertisseurs 6 et 7 permet d'obtenir cette différence sur le conducteur 2. Les convertisseurs 6 et 7 peuvent etre considé res comme des sources de courant fournissant, sur leur sortie, un courant indépendant de la charge branchée sur cette sortie. On rappelle qu'une source de courant est une source dont l'impédance est considérée comme infinie par rapport à celle de la charge sur laquelle elle débite. Le dispositif D de l'invention est d'une réalisation simple et peu coûteuse et permet d'obtenir la différence entre deux intensités dans de bonnes conditions et avec une rapidité suffisante pour travailler à des fréquences élevées. Son application à un circuit multiplieur en corbiraison avec des convertisseurs analogiques digitaux est avantageuse. Le dispositif de l'invention permet d'effectuer une multiplication très rapide, de l'ordre de 160 ns, ce que ne permet pas l'emploi de dispositifs courants. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour effectuer une différence entre deux courants fournis par une première et une deuxième source de courant et pour faire passer cette différence dans un circuit d'utilisation, caractérisé par le fait qu'il comprend un circuit à deux transistors identiques (T1, T2) à gain important, dont les émetteurs sont branchés sur une meme tension, dont les bases sont reliées entre elles et dont les collecteurs sont relies, respectivement, à la première et à la deuxième source de courant (S1, S2), le collecteur du transistor (T2) relié à la source de courant (S2) de plus faible intensité étant également relié au circuit d'utilisation (B). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les transistors (T1, T2) sont du type PNP. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que le gain des transistors est de l'ordre de 400. 4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les bases des deux transistors (T1, T2) sont reliées au collecteur du transistor (T1) qui est branché sur la source de courant (S1) de plus forte intensité. 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'il comporte des moyens d'injection (F) d'un courant PICA) sur le collecteur du transistor (T1) qui est également relié aux bases desdits transistors pour maintenir ce transistor dans une zone de fonctionnement à gain élevé et constants ces movens d'injection (F) étant agencés pour injecter un courant (ICB) de même intensité sur l'autre transistor (T2), afin d'équilibrer la différence de courants envoyée dans le circuit d'utilisation (D 6. Dispositif selon la revendication 5, carac térisé par le fait que les moyens (F) d'injection d'un courant co::prennent deux transistors (T3, T4) de t .pe cc-,lcnentaire aux précédents dont les bases sont reliées entre exiles et clster.ue-s sous une tension constante, tandis que les collecteurs de ces transistors sont reliés respectivement aux collecteurs des deux autres transistors (T1, T2) et que les tteurs des transistors (T3, T4) des moyens d'ir.jection sont reliées à une source de tension constante par l'intermédiaire d'un potentiomètre (P1) permettant d'assurer l'égalité des courants traversant ces deux transistors. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé par le fait que les transistors (T3, T4) des moyens (F) d'injection de courant sont du type NPN. 8. Application d'un dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes à un circuit multiplieur, caractérisé par le fait que ce dispositif (D) est combiné avec trois convertisseurs analogiques digitaux (5, 6, 7), chaque convertisseur étant agencé pour fournir à sa sortie une intensité constituant une image de l'intensité d'entrée, fournie sous forme analogique, multipliée par un opérande fourni sous forme numérique, le premier convertisseur (5) ayant deux sorties (5c, 5d) branchées aux entrées de deux autres convertisseurs (6, 7), l'entrée 5b de l'opérande du premier convertisseur correspondant à un premier facteur x de la multiplication, tandis que les entrées (6b, 7b) des opérandes des deuxième et troisième convertisseurs correspondent à l'autre facteur y de la multiplication, le résultat de cette multiplication étant obtenu en branchant à la sortie des deuxième et troisième convertisseurs (6, 7) le dispositif (D) pour effectuer la différence de courants.