Brevet FR2519780A1 — publié le 19830718

La présente invention concerne des circuits comparateurs. Plus particulierement, mais non exclusivement, elle concerne un circuit comparateur permettant de choisir, parmi une pluralité de signaux analogiques d'entrek, le signal qui a le niveau le plus élevé. On a proposé pour faire un tel choix de procéder à des comparaisons successives de paires de signaux, mais cela implique un nombre quelque peu important de composants de comparaison dans un circuit en "forme d'arbre". Selon l'un des aspects de la présente invention, on prévoit un circuit comparateur comprenant des moyens de comparaison pour comparer les valeurs d'une pluralité de signaux d'entrée à celle d'un signal de comparaison commun et un moyen de commutateur-sélecteur qui a pour fonction d'amener le signal de comparaison commun à prendre une valeur choisie parmi celles des signaux d'entrée. Selon un autre aspect de la présente invention, on prévoit un circuit permettant de comparer une pluralité de signaux d'entrée, le circuit comprenant une pluralité de moyens de comparaison et d'amplification, de préférence des amplificateurs opérationnels, ayant chacun une première entrée qui reçoit un signal respectif des signaux d'entrée et une seconde entrée qui est reliée aux secondes entrées de l'autre moyen de comparaison et d'amplifi cation, et le circuit comprenant,en outre,une pluralité d'éléments de commutation qui sont reliés entre les secondes entrées et les sorties des moyens de comparaison et d'amplification respectifs et qui peuvent fonctionner pour compléter une boucle de réaction autour des moyens associés lorsque le niveau de signal à la sortie respective dépasse le niveau aux secondes entrées. Chaque élément de commutation peut comprendre la jonction grille-source d'un transistor à effet de champ à jonction-zone d'épuisement,3 canal N. Pour une meilleure compréhension de la présente invention, on se reportera, à titre d'exemple, au dessin d'accompagnement ot la figure unique représente un schéma de circuit simplifié d'un comparateur destiné à recevoir cinq tensions d'entrée analogiques et à choisir la plus grande. Le comparateur représenté comprend cinq amplificateurs opérationnels IC1 à IC5 dont les entrées de noninversion sont reliées à la masse par l'intermédiaire de résistances d'entrée respectives R1 à R5 et à des bornes respectives d'entrée de comparateur 1 à 5 pour recevoir les signaux d'entrée devant être comparés. Les entrées d'inversion des amplificateurs sont reliées à une borne commune 7 et, par l'intermédiaire d'une résistance R6, à une source de tension négative - V alors que les sorties des amplificateurs sont reliées à des bornes respectives de cinq bornes de sortie Al à A5. La sortie de chaque amplificateur est également reliée à la grille d'un transistor respectif parmi cinq transistors à effet de champ à jonction-zone d'Epui- sement, à canal N,T1 à T5, la source de chaque transistor étant reliée à la borne commune 7 et son drain à une borne respective parmi cinq bornes de sortie B1 à B5 et, par l'intermédiaire d'une résistance respective parmi cinq résistances R7 à Rll,à la masse. Chacune des bornes Al à A5 est reliée à l'entrée d'un circuit respectif de cinq circuits 6 de mise en forme de signal.Chaque circuit de mise en forme, dont un seulement est représenté en détail, com prend un transistor TRS dont la base est mise à la masse, l'émetteur est connecté par l'intermédiaire d'une résistance sSE à l'entrée du circuit de mise en forme et par con séquent à la borne correspondante Al à A5 et le collecteur à une borne de sortie OS du circuit de mise en forme et, par l'intermédiaire d'une résistance RSC,au point de liaison situé entre la cathode d'une diode Zener ZD et un cô- té d'une résistance R12 formant un diviseur de tension commun pour tous les circuits de mise en forme, l'anode de la diode étant mise à la masse et l'autre côté de la résistance R12 étant relié à une source de tension positive + V. Les jonctions grille-source des transistors à effet de champ T1 à T5 ne seront rendues conductrices que lorsque le potentiel de la grille est davantage positif que le potentiel de la source. Dans ce cas, la jonction complè tera une boucle de réaction négative entourant l'amplificateur associé. Ainsi, la tension à l'entrée d'inversion de cet amplificateur deviendra sensiblement égale à la tension à son entrée de non inversion, c'est-à-dire à la tension du signal d'entrée approprié. Cette tension sera alors appliquée à la borne 7 et aux entrées d'inversion des autres amplificateurs.Le résultat sera normalement, c'est- - dire lorsque l'une des tensions des signaux d'entrée est supérieure aux autres, que la jonction grille-source de l'un seulement des transistors à effet de champ T à T5 sera conductrice à ce moment là, celui-ci étant le transistor associé à l'amplificateur recevant la tension du signal d'entrée la plus élevée, et ctest cette tension la plus élevée qui est appliquée à la borne 7 et à l'entrée d'inversion de chaque amplificateur.Le niveau à la sortie de l'amplificateur recevant la tension d'entrée la plus élevée sera plus positif que le niveau à la borne 7 d'environ 0,7 yolt , ce niveau provoquant la coupure du transistor TRS dans le circuit de mise en forme 6 correspondant et la fourniture d'une sortie de niveau élevé "un logique" à sa borne de sortie OS,alors que la sortie de chaque autre amplificateur prendra un niveau très négatif, rendant conducteurs les transistors TRS dans les autres circuits de mise en forme et donnant des sorties de faible niveau zéro logique" aux bornes OS. Le niveau de tension à celle des sorties B1 à B5 qui est reliée au drain du transistor à effet de champ conducteur sera égal à la tension à la borne 7. Le niveau à chaque autre sortie B sera nul. Si le niveau de signal d'entrée le plus élevé est appliqué à plusieurs bornes 1 à 5, par exemple si un niveau identique de signal apparait à deux des bornes 1 à 5 et que ce niveau dépasse celui présent aux autres bornes d'entrée, chacun des transistors à effet de champ correspondant sera rendu conducteur, et une sortie "un logique" sera présentée à chaque borne OS correspondante. I1 en résultera naturellement que, si les niveaux à toutes les bornes d'entrée sont égaux, tous les transistors à effet de champ seront conducteurs et toutes les bornes de sortie OS se trouveront au niveau logique un. Ainsi, pour résumer, les sorties OS fournissent des signaux logiques indiquant celle des cinq entrées qui reçoit le niveau de signal le plus élevé, alors que la borne de sortie commune 7 et la borne appropriée de sortie ou plusieurs bornes de sortie B fournissent ce niveau de signal le plus élevé. Comme on le remarquera, le nombre d'entrées de signaux et le nombre correspondant d'amplificateurs opérationnels, de transistors à effet de champ , etc. peut être supérieur où inférieur à cinq, le nombre maximum n'étant limité que par des considérations pratiques imposées par le bruit, les fuites et paramètres identiques des composants utilisés. Un choix fait avec soin des composants,en particulier le choix des composants à "faible bruit" peut aider à minimiser les diverses erreurs. Dans l'exemple particulier représenté, la résistance R6 achemine la somme des courants de polarisation d'entrée des amplificateurs opérationnels et cela conduit à une erreur de tension à la borne de mesure 7 et par conséquent, pour une précision de mesure donnée, à une limite du nombre de ces amplificateurs et donc du nombre d'entrées qui peuvent être comparées. Dans une réalisation typique, les erreurs totales de comparaison dans la mesure de l'entrée la plus élevée seraient approximativement égales aux décalages des amplificateurs opérationnels. On remarquera qu'en recevant le signal à la borne 7 pour le faire entrer dans un dispositif (non représenté) qui mesure sa valeur, et puis le réduit suivant une quantité prédéterminée, par exemple de 10 %, c'est-à-dire qui applique à la borne 7 une tension de 10 % inférieure à celle qui est apparue en premier lieu, tous les amplificateurs recevant des signaux d'entrée qui sont à plus ou moins 10 % du signal d'entrée ayant la valeur la plus élevée et tous les circuits 6 associés à ces amplificateurs commuteront. Ainsi, le comparateur identifiera le signal d'entrée le plus-élevé et tous les signaux qui se trouvent a plus ou moins 10 % du plus élevé (ou dans les limites du pourcentage choisi). De plus, grâce à un ré-agencement approprié du circuit représenté, par exemple en incorporant des transistor à effet de champ à canal P au lieu des dispositifs à canal N représentés et en inversant les polarités de fonctionnement dans les circuits 6, le comparateur peut indiquer le signal d'entrée ayant la valeur la plus faible au lieu de la valeur la plus élevée. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de variantes qui apparaitront à l'homme de l'art. REVENDICATIONS 1 - Circuit comparateur permettant de comparer les valeurs d'une pluralité de signaux d'entrée, le circuit comprenant une pluralité de moyens de comparaison pouvant fonctionner chacun pour comparer un signal respectif parmi les signaux d'entrée avec un autre signal, caractérisé en ce que chacun des moyens de comparaison (IC1, IC2.. IC5) peut fonctionner pour comparer le signal respectif des signaux d'entrée avec uncircuitde comparaison commun et en ce que le circuit comprend des moyens de commutateur-sélecteur (T1, T2...T5) pouvant fonctionner pour amener le signal de comparaison commun à prendre une valeur choisie en fonction de critères prédéterminés parmi les valeurs des signaux d'entrée. 2 - Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de comparaison comprennent-des amplificateurs comparateurs respectifs, ayant chacun une première entrée reliée de manière à recevoir un signal respectif parmi les signaux d'entre et une seconde entrée qui est reliée aux secondes entrées des autres ampli ficateurs,et en ce que le moyen de commutateur sélecteur comprend une pluralité d'éléments de commutation reliés entre les secondes entrées et les sorties des amplificateurs respectifs pour compléter une boucle de réaction les entourant lorsque le niveau de signal à la sortie respective dépasse celui aux secondes entrées. 3 - Circuit selon la revendication 2, caractérisé en ce que chaque élément de commutation comprend la jonction grille-source d'un transistor à effet de champ à jonction-zone d'épuisement à canal N.