Brevet FR2550899A1 — publié le 19850222

Montage amplificateur. La présente invention se rapporte à un montage amplificateur; un circuit supplémentaire servant à amortir les pointes de courant, y est ajouté à un amplificateur de signaux. On utilise de tels montages amplificateurs pour amplifier des signaux auxquels se superposent des pointes (impulsions) de courants parasites De telles pointes de courant superposées à un signal apparaissent, par exemple, lorsqu'on commute des interrupteurs à semi-con10 ducteurs par couplage capacitif de la tension de commande sur le trajet des signaux ou par la non-simultanéité de plusieurs processus de commutation Elles apparaissent, par exemple, à la sortie de convertisseurs numériqueanalogique ou à l'entrée d'amplificateurs opérationnels, 15 lorsqu'on commute l'impédance de rcéaction. Il est connu de réaliser des montages amplificateurs comportant une entrée de signaux, un amplificateur de signaux qui comprend, à son entrée couplée à l'entrée de signaux, un amplificateur inverseur con20 tinu à contre-réaction, une sortie de signaux sur laquelle est branchée la sortie de l'amplificateur de signaux et un circuit supplémentaire servant à amortir les pointes de courant, poalr le traitement ultérieur du signal de sortie d'un convertisseur numérique-analogique, avec des 25 éléments d'échantillonniageet de maintien intercalé avant l'amplificateur de signaux et supprimant, sous la commande d'un signal d'horloge, le signal prélevé à la sortie du convertisseur numérique-analogique pendant les intervalles de temps au cours desquels il peut apparaître 30 des pointes de courant (S Kirby': Deglitcher circuit refines d-a-converter output; Electronics, du 21 4 1983, pages 151-152). Dans de tels montages amplificateurs, il faut une commande externe des circuits servant à amortir les pointes de courant ce qui limite les possibilités pointes de courant, ce qui limite les possibilités 2 2550899 d'utilisation du montage et provoque en outre, en général, même dans le cadre du domaine d'utilisation possible, des coûts de montage supplémentaires considérables. De plus, les éléments d'échantillonnage et de maintien eux-mêmes, nécessairement rapides pour les fréquences d'échantillonnage élevées, produisent des pointes de courant parasites, ce qui s'avère très gênant, par exemple, dans le cas de l'amplification d'un signal de sortie de convertisseurs numérique-analogique rapides. C'est à cela que l'invention vise à remédier. L'invention a pour objet un montage amplificateur comportant un circuit supplémentaire servant à amortir les pointes de courant, qui supprime les pointes de courant automatiquement, c'est-à-dire sans commande externe, et 15 sans effets secondaires fâcheux. Les avantages obtenus par l'invention consistent surtout en ce que, du fait qu'on peut supprimer la commande externe, dans le cas d'applications courantes, le coût de montage est considérablement réduit par rapport 20 aux montages amplificateurs courants et, en outre, le domaine des possibilités d'utilisation comprend également les cas o un signal de commande pour un organe d'échantillonnage et de maintien ne pourrait pas être engendré, ou ne pourrait l'être qu'à un coût de montage 25 non admissible économiquement En outre, les montages amplificateurs selon l'invention peuvent être calculés jusqu'à ces fréquences-limites élevées, sans qu'ils engendrent eux-mêmes de signaux parasites Ils conviennent alors, entre autres, pour amplifier le signal de sortie 30 de convertisseurs numérique-analogique rapides Le montage de compensation peut même compenser des pointes de courant engendrées par l'amplificateur de signaux luimême, lorsqu'il est lui-même réalisé totalement sous la forme d'un amplificateur inverseur à contre-réaction 35 commutable. 3 2550899 On va décrire dans la suite de l'invention avec davantage de détails, avec seulement un exemple d'exécution non limitatif, représenté sur le dessin annexé dont: la figure 1 est un schéma synoptique d'un montage amplificateur selon l'invention; la figure 2 représente les courbes d'intensité et de tension se présentant dans le montage amplificateur selon l'invention. On a représenté, sur la figure 1, un montage amplificateur comportant, dans sa structure fondamentale, un amplificateur de signaux 1 dont l'entrée est couplée, par une impédance laissant passer les courants continus et réalisée, de préférence, sous la forme d'une résis15 tance 2, à une entrée de signaux 3, et dont la sortie est branchée sur une sortie de signaux 4, ainsi qu'un montage ou circuit supplémentaire servant à amortir les pointes de courant L'amplificateur de signaux est réalisé, de façon connue, avec un amplificateur opéra20 tionnel 5 monté en inverseur, dont la réaction est constituée par l'une au moins de deux impédances de réaction 8, 9 comportant chacune un interrupteur 6, respectivement 7, en série. Selon l'invention, le montage servant à amortir 25 les pointes de courant est réalisé sous la forme d'un montage de compensation 10, comportant un amplificateur inverseur 11, plus rapide que l'amplificateur de signaux 1 et dont l'entrée est couplée à une entrée de signaux 3 par un filtre passe-haut 12 et un transformateur d'a30 daptation d'impédance 13, tandis que sa sortie est reliée, par un dipôle 14 limitant la tension, à l'entrée de l'amplificateur de signaux 1 Le montage de compensation est en parallèle sur la résistance 2 Pour alimenter électriquement l'amplificateur inverseur 11 et le transformateur d'adaptation d'impédance 13, il comporte deux 4 2550899 entrées d'alimentation 15 a, 15 b, permettant le branchement du pôle positif, respectivement négatif, d'une source de tension continue (non représentée) L'amplificateur inverseur 11 comporte deux transistors dont les bases sont reliées à son entrée, un transistor pnp 16 a et un transistor npn 16 b, dont les collecteurs sont reliés à la sortie de l'amplificateur inverseur 11, et dont les émetteurs sont reliés, par des résistances respectives 17 a, 17 b, à l'entrée d'alimentation positive 10 15 a, respectivement à l'entrée d'alimentation négative b et sont mis à terre, par des condensateurs 18 a, 18 b, qui servent à augmenter l'amplification des fractions à fréquence supérieure Une résistance 19 est montée en parallèle sur la sortie de l'amplificateur inverseur 11. 15 Ce mode de réalisation de l'amplificateur inverseur 11 est certes très approprié et économique; mais on peut aussi, bien entendu, envisager d'autres modes de réalisation, par exemple analogues à l'amplificateur de signaux 1. Le dipôle limitant la tension 14 est réalisé avec deux diodes 20 a, 20 b montées en antiparallèle. On peut aussicependant envisager d'autres solutions, selon le domaine de tension L'élément de résistance limitant la tension doit arrêter au moins approximati25 vement le courant dans les deux sens, jusqu'à ce que la tension atteigne, à partir du zéro, une valeur-limite UG prédéterminée, et de conduire alors, au moins tant que la tension reste au-dessus de la valeur-limite. On envisage aussi pour cela, par exemple, des paires de 30 diodes de limitation. Le filtre passe-haut est réalisé sous la forme d'un filtre passe-haut RC comportant une résistance 21 et un condensateur 22 Il sert à déterminer la fréquence35 limite inférieure du domaine de fonctionnement du mon35 tage de compensation 10. tage de compensation 10. 2550899 Le transformateur adaptateur d'impédance 13, qui doit empêcher que le condensateur 22 se charge par le courant de l'entrée 3 et réagisse sur l'amplificateur de signaux 1, est réalisé avec un transistor à effet de champ 23 monté entre les entrées d'alimentation 15 a, 15 b, dont la grille est branchée sur l'entrée de signaux 2. On va expliquer à présent avec davantage de détails le fonctionnement du montage amplificateur selon l'invention à l'aide de la figure 2. Le courant d'entrée IE présent à l'entrée de signaux 3 est supposé avoir à peu près l'allure, représentée sur la figure 2, d'un échelon positif auquel se superpose une pointe (impulsion) de courant Il provoque une montée rapide de la tension d'entrée UE, jusqu'à ce 15 qu'elle atteigne la valeur UG/k K, k K étant le facteur d'amplification ou gain du montage de compensation 10. Le montage de compensation 10 commence alors à délivrer un courant de compensation IK au point de sommation de l'amplificateur de signaux 1, qui compense approximati20 vement le courant d'entrée IE, de sorte que la tension d'entrée UE descend rapidement à la valeur UG/k K et la garde, jusqu'à ce qu'elle soit réduite par l'amplificateur de signaux 1 dont la tension de sortie UA diminue relativement lentement et par la réaction sur la tension 25 au point de sommation US, puis sur la tension d'entrée UE, au-dessous de cette valeur, le courant de compensation IK disparaissant alors En raison de la compensation importante de l'impulsion de courant par le montage de compensation 10, l'allure de la tension de sortie UA de 30 l'amplificateur de signaux 1 présente à la sortie de signaux 4 correspond largement à l'allure en l'absence de pertubation du signal d'entrée. La résistance 2 n'est pas nécessaire pour obte35 nir l'effet de compensation Elle peut cependant être utilisée pour optimiser l'effet du montage de compensation 6 2550899 en ce qui concerne certaines conditions d'utilisation, par exemple la forme et le niveau des impulsions de courant prévisibles On peut alors la régler de façon qu'en raison de la chute de tension qui se produit sur elle, la variation avec le temps de la tension au point de sommation US ait une forme particulièrement favorable et que, par la suite, l'écart de l'allure de la tension de sortie UA avec l'allure sans pertubation soit minimum. La tension de sortie UA est représentée, sur 10 la figure 2, à une échelle nettement plus petite que dans le cas des deux autres tensions Elle est mormalement de l'ordre de quelques volts, les tensions UE, US étant de l'ordre de quelques millivolts. REVENDICATIONS 1 Montage amplificateur comportant une entrée de signaux ( 2), un amplificateur de signaux ( 1) qui comprend à son entrée couplée à l'entrée de signaux un amplificateur inverseur à courant continu à contreréaction, une sortie de signaux ( 3) sur laquelle est branchée la sortie de l'amplifiacteur de signaux et un montage supplémentaire servant à amortir les pointes de courant, caractérisé en ce que le circuit supplémentaire est réa10 lisé sous la forme d'un montage de compensation ( 10) avec un amplificateur inverseur ( 11) dont l'entrée est couplée à l'entrée de signaux ( 3) et dont la fréquencelimite est supérieure à celle de l'amplificateur de signaux ( 1), ainsi qu'un dipôle limitant la tension, qui empêche sensiblement le courant de passer dans les deux sens, lorsque la tension augmente à partir de zéro, tant que celle-ci est inférieure à une valeur-limite (UG) prédéterminée, et conduit au moins lorsqu'elle est supérieure à la valeur-limite (UG) prédéterminée, et par lequel la sortie de l'amplificateur inverseur ( 11) est reliée à l'entrée de l'amplificateur de signaux ( 1). 2 Montage amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le montage de compensation ( 10) comporte un filtre passe-haut ( 12) qui est intercalé 25 avant l'amplificateur inverseur ( 11). 3 Montage amplificateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que le filtre passe-haut ( 12) est réalisé sous la forme d'un filtre passe-haut RC. 4 Montage selon la revendication 3, caractérisé 30 en ce que le montage de compensation ( 10) comporte un transformateur adaptateur d'impédance ( 13) d'une résistance d'entrée élevée, intercalé avant le filtre passehaut ( 12). Montage amplificateur selon la revendication 35 4, caractérisé en ce que le transformateur adaptateur 8 2550899 d'impédance ( 13) comporte un transistor à effet de champ ( 23). 6 Montage amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, comportant une impédance ( 2) laissant passer le courant continu, intercalée entre l'entrée de signaux ( 3) et l'entrée de l'amplificateur de signaux ( 1)-, caractérisé en ce que le montage de compensation ( 10) est en parallèle sur l'impédance ( 2). 7 Montage amplificateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'ampli10 ficateur inverseur ( 11) comprend un transistor pnp ( 16 a) et un transistor npn ( 16 b), dont les bases sont reliées à son entrée et dont les collecteurs sont reliés à sa sortie, ainsi qu'une résistance ( 19) qui est montée en parallèle sur la sortie de l'amplificateur inverseur ( 11). 15 8 Montage amplificateur selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'amplificateur inverseur ( 11) comporte un premier condensateur ( 18 a) et un second condensateur ( 18 b) par lesquels l'émetteur du transistor pnp ( 16 a) et respectivement l'émetteur du transistor npn 20 ( 16 b) sont mis à la terre.