Brevet FR2579037A1 — publié le 19860919

Dispositif et procédé pour étouffer un signal de sortie dans un amplificateur de commutation. La présente invention concerne de façon générale des ampli- ficateurs de commutation basse fréquence et plus particuliè- rement des amplificateurs de commutation basse fréquence qui produisent un signal de sortie basse fréquence en tant que résultat d'une modulation d'impulsion en largeur. Ce type d'amplificateur basse fréquence peut produire des bruits désagréables lorsqu'on l'allume ou qu'on l'éteint. Dans les amplificateurs de commutation utilisés pour la reproduction des sons, tels que ceux utilisés dans un poste radio d'automobile, on rencontre des composantes basse fréquence indésirables lors de l'allumage et de l'extinction. L'amplificateur de commutation de puissance est soumis à des conditions de tension transitoires qui peuvent entraîner que le signal appliqué au haut-parleur contient des composantes aléatoires. Pour éliminer cette source de bruit indésirable, on a utilisé des dispositifs pour étouffer ou supprimer le signal de sortie des amplifica- teurs de puissance appliqué aux haut-parleurs lors de ces conditions transitoires. Il existe donc un besoin d'un circuit pour étouffer la sortie de l'amplificateur de commutation de puissance lors de l'allumage et de l'extinction du circuit, qui soit efficace à la fois pour réduire les composantes indési- rables du signal de sortie des amplificateurs de puissance et qui soit aisément réalisable. C'est en conséquence un but de la présente invention de pro- curer un amplificateur de commutation basse fréquence amélioré. C'est un autre but de la présente invention de procurer un amplificateur de commutation basse fréquence dans lequel les composantes de signaux indésirables sont minimisées lors des conditions transitoires. C'est encore un autre but de la présente invention de procurer un amplificateur de commutation basse fréquence utilisé dans un poste radio d'automobile, qui élimine les composantes de signaux désagréables lors de la mise en circuit et de l'extinction du poste radio. Les buts précités, ainsi que d'autres, sont atteints selon la présente invention grâce à un amplificateur de commutation basse fréquence, dans lequel un signal de retour, commandant la commutation de l'amplificateur, a la largeur d'impulsions du cycle de commutation modifiée par un signal d'entrée basse fréquence. Ce signal d'entrée basse fréquence modifie les largeurs d'impulsions des amplificateurs de commuta- tion de sortie. Les amplificateurs de commutation émettent un signal de sortie qui, lorsqu'il est intégré dans les filtres associés au hautparleur, reproduit le signal basse fréquence d'entrée. Pour éliminer les signaux de bruit indésirables lors des conditions transitoires, telles que l'allumage et l'extinction des circuits de l'amplificateur, on prévoit un dispositif de commande de silence. Le dispositif de commande de silence supprime temporairement, lors de la mise en circuit, tous les signaux provenant du haut- parleur pendant une durée prédéterminée. L'enlèvement des signaux consiste à polariser les amplificateurs de commutation de puissance de sortie dans un état de coupure, à commander un signal de sortie d'un amplificateur-intégrateur qui commande la largeur des impulsions et met hors service l'amplificateur-intégrateur. Lors de la reprise du fonction- nement, on constate un minimum de phénomènes transitoires au niveau du haut-parleur. Lors de l'extinction, des conditions similaires sont imposées sur l'amplificateur basse fréquence immédiatement après la coupure de l'alimentation. Ces buts, ainsi que d'autres qui apparaîtront ci-après, sont atteints grâce à un amplificateur de commutation de puissance, dans lequel un circuit intégrateur, répondant à un signal basse fréquence d'entrée et à des signaux en provenance d'amplificateurs de puissance de sortie, commande une largeur d'impulsions des signaux de sortie actionnant un système de haut-parleur, le dispositif pour contrôler les signaux de bruit résultant de conditions transitoires comprenant: un dispositif de commutation pour maintenir les amplifica- teurs de puissance de sortie à l'état non conducteur; et un dispositif de transistors pour commander un signal au niveau d'une borne de sortie du circuit intégrateur. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la descrip- tion détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: - la figure 1 est un schéma-bloc d'un amplificateur de commutation basse fréquence utilisant un dispositif de silence selon la présente invention; et - la figure 2 est un schéma de circuit d'un dispositif de commande de silence utilisé dans le schéma de la figure 1. On se reporte à la figure 1; un signal d'entrée est appliqué à la borne 5 et par l'intermédiaire d'une résistance 11 à la borne inversante d'un amplificateur différentiel 14. La borne inversante de l'amplificateur différentiel 14 est couplée par l'intermédiaire d'un condensateur 15 à la borne de sortie de l'amplificateur différentiel 14 et à une première borne d'une résistance 17. La borne non inversante de l'amplificateur différentiel 14 est couplée, par l'intermédiaire du condensateur 12 et de la résistance 13 à une source de tension VL et à une première borne d'une résistance 16. La borne de sortie de l'amplifica- teur différentiel 14 est couplée à un trigger de Schmitt 19 et à la borne du collecteur du transistor NPN 22. La borne d'émetteur du transistor 22 est couplée à la source de tension VL, tandis que la borne de base du transistor 22 est couplée au dispositif de commande de silence 21. Le transistor 22 et le dispositif de commande de silence 21 font partie du dispositif de silence 20. Le dispositif de commande de silence 21 est couplé à l'amplificateur différentiel 14 et à des circuits pilotes déphaseurs/ amplificateurs de puissance 39. La borne de sortie du trigger de Schmitt 19 est-couplée aux circuits pilotes déphaseurs/amplificateurs de puissance 39. Des premiers signaux de phase en provenance des circuits pilotes dépha- seurs/amplificateurs de puissance 39 sont amenés à des bornes de porte de transistors à effet de champ 41 et 44, tandis que des deuxièmes signaux de phase provenant des circuits pilotes déphaseurs/amplificateurs de puissance 39 sont amenés aux bornes de porte. de transistors à effet de champ 42 et 43. Les bornes de drain des transistors à effet de champ 41 et 43 sont couplées à la tension d'ali- mentation Vcc, tandis que les bornes de source des transis- tors à effet de champ 42 et 44 sont couplées à un potentiel commun (par exemple la terre). La borne de source du transis- tor à effet de champ 41 est couplée à la borne de drain du transistor à effet de champ 42, à la deuxième borne de la résistance 17 et à une première borne d'une self 45. La borne de source du transistor à effet de champ 43 est couplée à la borne de drain du transistor à effet de champ 44, à la deuxième borne de la résistance 16 et à une première borne d'une self 46. La deuxième borne de la self 45 est couplée par l'intermédiaire du conden- sateur 47 à la deuxième borne de la self-46 et, par l'inter- médiaire d'une impédance (haut-parleur) 48, à la deuxième borne de la self 46. On se reporte maintenant à la figure 2; la borne de sortie de l'amplificateur différentiel 32 est couplée à la borne 4 et à une première borne d'une résistance 34. La deuxième borne de la résistance 34 est amenée à la terre par l'inter- médiaire de la résistance 35 et est couplée à de la borne d'entrée non inversante de l'amplificateur différentiel 32, à une anode de la diode 52 et à une première borne d'une résistance 36. La borne de cathode de la diode 52 est couplée par l'intermédiaire du condensateur 33 au potentiel commun (la terre) et à la borne d'anode de la diode53,, dont la cathode est couplée à la deuxième borne de la résistance 36, à la tension d'alimentation Vcc et à une première borne d'une résistance 37. La deuxième borne de la résistance 37 est couplée à une borne de cathode de la diode de zener 51 et à une première borne d'une résistance 38. La borne d'anode de la diode 51 est couplée au potentiel commun. La deuxième borne de la résistance 38 est couplée à la borne inversante de l'amplificateur différentiel 32 et à la borne 6. On retourne maintenant à la figure 1; le fonctionnement de l'amplificateur de commutation de puissance basse fréquen- ce est le suivant. Le trigger de Schmittl 19 applique des signaux au circuit pilote déphaseur/amplificateur de puissan- ce 39. Les signaux sont des impulsions de diverses largeurs et les largeurs d'impulsions sont déterminées par les signaux de sortie de l'amplificateur différentiel intégra- teur 14. En réponse aux signaux de sortie provenant du trigger de Schmitt, la combinaison de transistors 41 et 44 alterne avec la combinaison de transistors 43 et 42 dans la polari- sation à l'état conducteur. Les composants 45, 46, 47 et 48 servent de circuit intégrateur et procurent une amplitude d'un signal de sortie (à travers le haut-parleur 48) déterminé par la largeur de l'impulsion. Lorsque la combinaison des transistors à l'état conducteur change, le signal d'entrée appliqué à l'amplificateur 14 change. Les condensateurs 12 et 15 contrôlent le temps de montée au niveau de la sortie de l'amplificateur 14 et contrôlent ainsi l'intervalle entre l'actionnement du'trigger de Schmitt. A son tour, cet intervalle contrôle la durée pendant laquelle la combinaison des transistors de sortie (41, 44) sont à l'état conducteur et la durée pendant laquelle l'autre combinaison de transistors (43, 42) est à l'état conducteur. Le temps de montée du signal au niveau de la borne de sortie de l'amplificateur 14 est également commandé par le signal basse fréquence appliqué à la borne 5. Le dispositif de commande de silence 21 peut procurer un signal d'invalidation au circuit pilote déphaseur/ amplificateur de sortie 39. Ce signal d'invalidation commute tous les transistors de puissance de sortie dans une position de coupure et en conséquence aucun courant ne circule plus à travers le haut-parleur 48. En outre, le dispositif de commande de silence amène la borne de sortie de l'ampli- ficateur 14 au potentiel VL par l'action du transistor 22. Le dispositif de commande de silence rend inactif l'amplificateur 14 pour éviter la décharge des condensateurs et 12. Les condensateurs 15 et 12 sont chargés à un état de charge statique correspondant à un signal basse fréquence zéro, de sorte qu'aucun transitoire dû au temps d'établissement de ces condensateurs n'apparaît sur le haut-parleur. On revient une fois encore à la figure 2; lorsqu'un courant est appliqué à la borne Vcc, la résistance 37 et la diode de zener 51 fournissent une tension instantanée à l'entrée inversante de l'amplificateur différentiel 32 et procurent un signal bas à la borne 4. La borne non inversante de l'amplificateur 32 monte à une vitesse déterminée par la résistance 36, la diode 52 et le condensateur 33. Lorsque l'entrée non inversante de l'amplificateur 32 atteint une tension supérieure à la borne inversante, le signal de silence est coupé. Lorsque la tension d'alimentation Vcc est supprimée, la borne non inversante tombe rapidement du fait qu'aucun courant ne circule plus à travers la diode 52, et le condensateur 33 peut se décharger à travers la diode 53. Ainsi, la borne inversante est à nouveau haute et le signal de silence est actionné. La description précédente est prévue pour illustrer le fonctionnement de la réalisation préférée et non pas pour limiter la portée de l'invention. Cette dernière n'est limitée que par les revendications suivantes. De la description qui précède, de nombreuses variantes apparaîtront à l'homme de l'art tout en restant dans l'esprit et la portée de l'invention. Revendications. 1. Dispositif pour supprimer des signaux de bruit résultant de conditions transitoires dans un amplificateur de commuta- tion de puissance dans lequel un circuit intégrateur, répondant à un signal basse fréquence d'entrée et à des signaux sortant d'amplificateurs de puissance de sortie, commande la largeur d'impulsions des signaux de sortie excitant un système de haut-parleur, caractérisé en ce qu'il comporte: un dispositif de commutation pour maintenir à l'état non conducteur ces amplificateurs de puissance de sortie; et un dispositif à transistors pour commander un signal au niveau d'une borne de sortie de ce circuit intégrateur. 2. Dispositif de suppression de bruit selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif de commutation et le dispositif à transistors sont excités pendant une période prédéterminée lorsque l'amplificateur de commutation de puissance est allumé. 3. Dispositif de suppression des bruits selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce qu'il est excité lorsqu'on supprime l'arrivée de la tension d'alimentation à l'amplificateur de commutation de puissance. 4. Procédé pour empêcher les signaux de bruit dans un amplificateur de commutation de puissance lors de conditions transitoires de la tension d'alimentation de cet amplifi- cateur, caractérisé en ce qu'on coupe les transistors de sortie de cet amplificateur de commutation de puissance et qu'on établit un niveau de tension prédéterminée au niveau d'une sortie d'un circuit amplificateur commandant la largeur d'impulsions de signaux excitant ces transistors de sortie. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on invalide ce circuit amplificateur. 6. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on déclenche les stades de coupure et d'établissement immédiatement après application d'une tension d'alimentation à cet amplificateur de commutation de puissance et qu'on invalide ces stades de coupure et d'établissement une durée prédéterminée après application de la tension d'ali- mentation. 7. Amplificateur de commutation de puissance basse fréquence pour piloter un circuit de haut-parleur, caractérisé en ce qu'il comprend une multiplicité de transistors de puissance, des moyens de circuits pilotes (39) couplés à cette multipli- cité de transistors de puissance pour appliquer le courant en alternance dans des directions opposées à travers ce circuit de haut-parleur (48), un trigger de Schmitt (19) pour exciter les moyens de circuits pilotes, des moyens d'amplificateurs différentiels couplés à ces transistors de puissance et à un signal basse fréquence d'entrée pour commander les signaux de sortie du trigger de Schmitt, lesquels signaux commandent le courant appliqué au circuit de haut-parleur, et un dispositif de commande de silence pour appliquer un premier signal à ces moyens de circuits pilotes, ce premier signal amenant les transistors de puissance à l'état non conducteur, le dispositif de commande de silence appliquant un deuxième signal à une borne de sortie de ces moyens d'amplificateurs différentiels. 8. Amplificateur de commutation de puissance basse fréquence selon la revendication 7, caractérisé en ce que les premiers et les deuxièmes signaux sont appliqués pendant une durée prédéterminée, après application d'une tension d'alimentation aux moyens de circuits pilotes. 9. Amplificateur de commutation de puissance basse fréquence selon la revendication 7, caractérisé en ce que les premiers et les deuxièmes signaux sont appliqués après suppression du courant provenant de ces moyens de circuits pilotes.