Brevet FR2567701A1 — publié le 19860117

ATTENUATEUR A COMMANDE NUMERIQUE, NOTAMMENT POUR COMBINEUR DE RECEPTION La présente invention se rapporte aux attènuateurs dont le niveau d'atténuation est commande par des nombres numériques ge- néralement issus d'un calculateur. De tels atténuateurs peuvent être groupés par paires pour former un potentiomètre a commande numérique permettant de combiner les signaux reçus en diversité sur deux récepteurs, de telecommande par exemple. On pourrait réaliser un tel atténuateur avec une combinaison adequate de résistances et de relais. En plus de l'encombrement et du temps excessif de réponse, on obtiendrait des parasites de commutation tout a fait rédhibitoires. Pour pallier ces inconvénients, l'invention propose un atténuateur comprenant un premier étage muni d'un ensemble d'atténuateurs commutables séparés par des amplificateurs de gain unité, et d'un amplificateur à gain commutable, et un deuxième étage comportant deux réseaux de résistances en T reliés a des commutateurs,et des moyens pour utiliser l'un des réseaux pendant que l'on com@ute l'autre. Le premier étage sert a un réglage initial et fixe de l'atténuation, et le second à un réglage très rapide sans parasites. D'autres particularités et avantages de l'invention apparaitront clairement dans la description suivante présentée à titre d'exemple non limitatif et faite en regard des figures annexées qui représentent - la figure 1, le premier étage d'un attênuateur selon 1 'inven- tion, - la figure 2, le deuxième etage d'un tel atténuateur. Sur la figure 1, le signal d'entree E est appliqué entre la :)orne d'entrée d'un premier amplificateur de gain unité 101 et l'une des bornes d'entrée d'un amplificateur différentiel à gain commandable 102. Dans cette réalisation, l'amplificateur 101 est du type connu Lfl 002 CH à grande impédance d'entrée et faible impédance de sortie pour éviter de réagi sur les circuits d'entrée et de sortie, et l'ampli ff cateur 102 est de type connu 592. La sortie de l'amplificateur 101 est reliée à un potentiomètre formé de deux résistances 103 et 104 en série permettant d'apporter entre le point en haut et le point milieu une attenuation de 8 9B. Un premier commutateur 105 est relié à ces deux points et permet de choisir une atténuation de O ou 8 dB. Sa sortie attaque un deuxieme potentiomètre formé de deux résistances 1G6 et 107 en série qui permettent d'obtenir une atténuation de O ou 16 dB sélectionnée à l'aide d'un deuxième commutateur 108. La sortie de ce commutateur 108 est reliée à l'entrée d'un deuxième amplificateur 109 du type LH 002 CH dont la sortie attaque un troisième potentiometre formé de deux résistances 110 et 111 en série. Un troisième commutateur 112 permet de sélectionner une atténuation de O ou 4 dB fournie par ce troisième potentiometre. La sortie du commutateur 112 est reliée à l'autre entrée de l'amplificateur 102. Le gain de celui-ci est commandé par un reseau de 8 résistances 113 connecté entre ses entrées 11 et 4 et sélectionnées par un circuit multiplexeur 114 du type connu 4051. Les valeurs de ces résistances sont choisies pour que le gain de l'amplificateur soit réglable entre 10 et 13,5 dB par pas de 0,5 dB. Les trois connexions de conraande des commutateurs 105, 108 et 112, et les trois connexions de commande du multiplexeur 114 proviennent des six bornes de sortie 'un registre dit latch 115, de type connu LS 174. Ce circuit maintient sur ses sorties les six signaux de commande C1 provenant temporairement d'une logique de commande extérieure et rr,émorisés par un signal d'horloge titi. Le signal de sortie S1 obtenu entre les sorties symétriques 8 et 7 de l'amplificateur 102 est le signal E soumis à une atténuation ou un gain variant entre - 18 et + 13,5 dB par pas de 0,5 dB. -Ceci permet par exemple de normaliser ce signal à un niveau de référence constant, mais les parasites de commutation ne permettent pas de faire varier le niveau de sortie en permanence. Le deuxième étage de l'atténuateur, représenté en figure 2, permet justement cette variation permanente sans parasites de commutation. Pour cela, le signal S1 est applique sur deux échelles de résistances 201, 202 et 203 formant chacune un réseau connu dit en T qui se comporte entre les entrées des six résistances 202 et la sortie 204 du réseau comme un atténuateur variant entre 1 et 0 selon une suite linéaire de 64 pas. Le signal S1est appliqué à ces résistances 202 par l'intermédiaire de douze inverseurs statiques regroupes en quatre circuits 205 de type connu 4053. Les signaux sur les sorties 204 sont appliqués chacun à un transistor 206 du genre FET enrichi, de type connu SD 211. Ces transistors servent d'interrupteurs pour appliquer quand ils sont ouverts les signaux attenués par les échelles de résistances a l'entrée + d'un amplificateur différentiel 207 de type connu 592, dont l'entrée - est reliée à la masse par une resistance 218 et dont le gain est réglé la valeur unité. Le signal de sortie S2 de l'atténuateur a commande numérique est disponible sur les sorties de cet amplificateur 207. Les signaux de commande Cî du deuxième étage sont mémori- sés dans deux registres 208 et 209, du type connu LS 174, sous la commanae de deux signaux d'horloge décalés H3 et H4. Le registre 20o co,rzantie les circuits de commutation de l'une des échelles, et le registre 209 ceux de l'autre. Une logique de cc-menue décrite ci-dessous permet de charger l'un de ces registres, et donc de faire commuter les circuits 205 correspondants, pendant que le transistor branché en sortie de l'échelle de résistances ainsi soumise à des perturbations est bloqué. A la fin de la période transitoire, c'est l'autre registre qui est chargé, cependant que le transistor corresponpondant est bloqué alors que le premier est débloqué. On evite ainsi tous les parasites de commnutation. Pour cela, un signal d'horloge H2, représenté en figure 3 et comportant des creneaux de 4 microsecondes aux instants de chargements des registres 208 et 209, est applique sur une bascule 210. Les sorties de cette bascule sont appliquées respectivement à deux portes ET 211 et 212 qui reçoivent également le signal H2et déli- vrent respectivement les signaux H3 et H4, dont on voit sur la figure 3 qu'ils permettent de charger alternativement les registres 208 et 209. Pour assurer le déblocage des transistors 206 aux instants adéquats, les signaux de sortie de la bascule 210 sont appliqués respectivement sur deux portes ET 213 et 214 qui reçoivent par ailleurs le signal H2 inversé par un inverseur 215. Après inversion par les ampli inverseurs 216 et 217, on obtient aussi les signaux de commande H5et H6 dont on voit sur la figure 3 qu'ils se recouvrent pendant la durée des creneaux du signal H2, pour assurer un bon raccord entre les périodes de fonctionnement des deux échelles d'atténuation. Les amplificateurs 216 et 217 sont à collecteur ouvert et alimentes à partir du + 12 V par deux résistant ces de 1 .i: pour pouvoir saturer correctement les transistors 206. Par ailleurs, pour assurer le bon fonctionnement de ceux-ci, leur substrat est réuni au - 12 V. Ces signaux H5 et H6 sont mis en forme, afin d'assurer des bonnes transitions pour le blocage et le déblocage des transistors 206, par deux résistances 219 et 22C, de respectivement 10 QQ et 100 K#, en série entre les sorties de chacun des amplificateurs ?16 et 217 et les gilles des transistors. En outre, deux condensateurs 221, ajustables entre 7 et 35 pF, relient les points milieux de ces résistances à la masse. Les drains sont enfin polarisés au - 12 V par deux résistances 222 de 1 ,9. Pour éliminer complètement tout parasite de commutation, on utilise finalement un procédé de neutrodynage, qui consiste à re lier l'entrée - de l'amplificateur 207, sur laquelle on trouve une faible tension de contre réaction due à la résistance 218 de 2,2 kQ, aux drains des transistors 206 par l'intermédiaire de deux condensateurs 223 de faible valeur, soit 2,7 pF. On peut ainsi faire varier très rapidement l attenu tion ap -portée par ce second étage, aussi souvent qu'on le veut et sans perturber le signal de sortie. En associant alors deux tels atte nuateurs et en les commandant de manière inverse, on realise un potentiomètre à commande numérique très efficace et rapide. R E V E , D I C A T I O 4 S 1. atténuateur à commande numerique, notamment pour comDi- neur de réception, caractérisé en ce qu'il comprend deux réseaux de résistances en échelles (201 - 203) pour attenuer un signal d'entrée selon une série de pas, deux ensembles de commutateurs (205) pour commuter les résistances des réseaux selon l'atténua- tion à obtenir, deux registres (208, 209) pour mémoriser les signaux de commande des commutateurs,deux transistors interrupteurs (206) pour réunir les sorties des réseaux, et une logique de commande (210 - 223) pour commander en alternance la méorisation dans les registres et l'ouverture des transistors afin que la commutation des réseaux se fasse alternativement et que le transistor correspondant à un reseau soit fermé lorsque celui-ci commute, ce qui élimine les parasites de commutation. 2. alternateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la logique de commande (210-- 233) permet un recouvrement des signaux tH5, H) d'ouverture des transistors (206) 3. Alternateur selon la revendication 2, caractérisé en ce que les transistors (205) sont à effet de champ de type enrichi et que la logique de commande comprend deux circuits de mise en forme composés chacun de deux résistances en série (219, 220) et d'un condensateur relié entre ces deux résistances et la masse, pour appliquer les signaux de commande (H5, H6) aux grilles des transistors. 4. Atténuateur selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un amplificateur (207) de sortie à entrée différentielle dont une entrée est reliée aux bornes de sortie des transistors (206) et l'autre entrée a la masse par une résistance (218), et deux condensateurs (223) connectes entre cette autre entrée et les grilles des transistors pour appliquer un signal de neutrodynage sur ces grilles. 5. Atténuateur selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un premier étage destine à normaliser le signal d'entrée, qui comprend un ensemble d'atténuateurs (103 - 112) commutables, un amplificateur (102) à gain réglable, des moyens (113, 214) pour régler ce gain, et un registre (115) pour mémoriser les signaux de commande des atténuateurs et des moyens de réglage. 6. Atténuateur selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il permet une atténuation ou un gain de normalisation compris entre - 18 et + 13,5 dB par pas de 0,5 dB.