Brevet FR2598049A1 — publié le 19871030

i La présente invention concerne des amplificateurs d'isolation, et elle porte plus particulièrement sur des circuits et des techniques pour transmettre de façon très précise les instants d'apparition de signaux sous forme d'impul5 sions à travers des barrières d'isolation, en particulier des barrières d'isolation capacitives à faible capacité, pour produire un amplificateur d'isolation plus économique et à. plus grande largeur de bande avec une tension d'isolation entrée-sortie plus élevée que ce qui était possible jusqu'à 10 présent. On a développé des amplificateurs d'isolation pour diverses applications dans lesquelles il est nécessaire d'établir entre les entrées et les sorties des amplificateurs une isolation électrique notablement supérieure à celle qu'on 15 peut obtenir avec des "amplificateurs d'instrumentation" et des amplificateurs différentiels classiques. On utilise largement de tels "amplificateurs d'isolation" dans des applications dans le domaine de l'électronique médicaleet dans des applications industrielles et militaires dans lesquelles il 20 est essentiel qu'il y ait un couplage minimal de signaux de mode commun des entrées des amplificateurs vers leurs sorties, par exemple sous l'effet de signaux de décharges électrostatiques et de signaux d'impulsions électromagnétiques. Dans les amplificateurs d'isolation on a de façon caractéristique 25 modulé le signal d'entrée analogique d'origine de diverses manières, parmi lesquelles la modulation d'amplitude, la modulation de fréquence, la modulation d'impulsions en largeur, la modulation de rapport cyclique et la modulation de phase. Les concepteurs de circuits qui ont tenté d'obtenir un fonc30 tionnement à haute fréquence et à faible distorsion de façon économique et avec une fiabilité élevée, ontrencontré des difficultés considérable pour diverses raisons, parmi lesquelles la présence de non-linéarités de la "barrière d'isolation" ou du milieu de transmission intermédiaire, et sa dé35 pendance vis-à-vis de la température. Un "amplificateur d'isolation" peut par exemple devoir amplifier un signal d'entrée alternatif n'ayant qu'une amplitude de quelques millivolts, superposé sur une tension de mode commun transitoire élevée atteignant 1500 à 3500 volts, ou même plus. L- Plui- 1_ des cu-L Lcaceurs a'lsolation antérieuz ont utilisé des transformateurs magnétiques ou des dispositif opto lectroniques en tant que barrièresd'isolation. Cependant le coût d'amplificateurs d'isolation utilisant des barrières 10 d'isolation magnétiques ou optoélectroniques a été très élevé En outre, la largeur de bande d'amplificateurs d'isolation utilisant des barrières d'isolation magnétiques ou optoélectroniques a été inférieure à ce qui est souhaitable. L'état actuel de la technique est exemplifié par l'amplificateur d'isolation à couplage optique Burr-Brown ISO 100 de la demanderesse, qui a une tension d'isolation de 750 volts, une largeur de bande de 60 kilohertz et un coût d'environ 200 F. Bien que les amplificateurs d'isolation à hautes parformances aient vu se développer un marché croissant au 20 cours des dernières années, leur coût est si élevé que la plupart des utilisateurs construisent leurs propres circuits amplificateurs d'isolation, du fait que les utilisateurs considèrent généralement qu'il est moins coûteux de fabriquer un amplificateur d'isolation particulier satisfaisant leurs exi25 gences que d'acheter un dispositif standard du commerce, de type approprié. Une étude de marché effectuée par la demanderesse indique que, si on pouvait fabriquer de façon économique par exemple pour moins d'environ 65 F à 100 F, des amplificateurs d'isolation à hautes performances ayant une tension 30 d'isolation d'environ 1500 volts ou plus et une largeur de bande supérieure à environ 1 kilohertz, il y aurait un marché important pour de tels dispositifs. Il n'a cependant pas été possible jusqu'à présent de réaliser un tel amplificateur d'isolation, malgré les efforts importants que les principaux 35 fournisseurs de circuits intégrés hybrides ont accompli dans s ce but. Il est clair qu'il existe un besoin non satisfait portant sur un amplificateur d'isolation perfectionné, économique, à grande largeur de bande et à. fiabilité élevée, ayant une tension d'isolation d'environ 1500 volts ou plus. On considère que l'état actuel de la technique est indiqué par les brevets des E.U.A. n 4 292 595 et 3 714 540, cédés à la demanderesse. L'amplificateur d'isolation qui est décrit dans le brevet des E.U.A. N 4 292 595 introduit 10 l'idée d'utiliser une paire de condensateurs en tant que barrière d'isolation dans un amplificateur d'isolation. Le circuit décrit est très complexe, et les condensateurs de barrière d'isolation à haute tension doivent avoir une valeur très élevée, d'environ 50 picofarads, ce qui rend peu prati15 que la mise en oeuvre du circuit. Le circuit représenté dans le brevet des E.U.A. n 3 714 540 ne peut pas fonctionner en association avec une barrière d'isolation capacitive, comme il serait souhaitable pour éliminer le coût élevé et la faible vitesse de fonctionnemeht des barrières d'isolation opto20 électroniques et à transformateur magnétique antérieures, qui sont utilisées dans la plupart des amplificateurs d'isolation. Dans ce document, le signal qui est transmis par la barrière d'isolation est différentié avec une constante de temps RC, ce qui permet à l'impulsion résultante transmise par la barrière d'isolation de présenter une chute de tension correspondant à une tension de décalage d'un amplificateur opérationnel, ce qui conduit à un déclenchement erroné. Un tel déclenchement erroné conduit à un décodage erroné et par conséquent à des niveaux de signal de sortie analogique erro30 nés. Les documents précités ne fournissent pas à l'homme de l'art les renseignements nécessaires pour lui permettre de fabriquer un amplificateur d'isolation économique et fiable, ayant une tension d'isolation élevée, une largeur de bande élevée et une grande dynamique. L'invention a donc pour but de procurer un amplifi- 15 cateur d'isolation économique ayant une tension d'isolation élevée et une largeur de bande et une dynamique supérieures à ce que permettent d'obtenir des amplificateurs d'isolation de l'art antérieur. Un autre but de l'invention est de procurer un circuit amplificateur d'isolation et une technique associée qui évitent une intégration directe de signaux transmis par une barrière d'isolation, pour reconstituer le signal d'entrée analogique qui est appliqué à l'amplificateur d'isolation. Un autre but de l'invention est de procurer un amplificateur d'isolation ayant une réjection de mode commun exceptionnellement bonne à des fréquences élevées. Un autre but de l'invention est de procurer un circuit amplificateur d'isolation qui évite des erreurs inhérentes à des circuits de détection de passage par zéro. Un autre but de l'invention est de procurer un circuit amplificateur d'isolation qui fonctionne effectivement avec des barrière d'isolation capacitives, magnétiques ou optiques. Sommairement, et conformément à un mode de réalisation, l'invention procure un amplificateur d'isolation comprenant un codeur qui reçoit un signal d'entrée analogique et qui produit une première paire complémentaire de signaux qui sont appliqués à une paire d'éléments de barrière d'isolation, 25 un circuit différentiateur qui différentie la première paire de signaux complémentaires pour produire une seconde paire de signaux complémentaires, un amplificateur de détection comprenant un amplificateur différentiel qui reçoit la seconde paire de signaux complémentaires pour produire un signal de sortie amiifié, une paire de comparateurs recevant le signal de sortie amplifié, et une bascule, les signaux de sortie du comparateur attaquant la bascule pour reconstituer le signal produit par le codeur. Un décodeur reçoit le résultat pour reconstituer une première paire de signaux complémentaires. 35 Dans un mode de réalisation de l'invention qui est décrit, les éléments de barrière d'isolation sont constitués par des condensateurs à structure en spirale de 3 picofarads qui produisent des pointes de tension qui représentent de façon précise les instants d'apparition de fronts montants et descen5 dants de la première paire de signaux complémentaires. Le codeur comprend un convertisseur tension-fréquence d'entrée qui produit la première paire de signaux complémentaires. Les signaux reconstitués sont appliqués à un jeu d'entrées d'un circuit détecteur de phase qui reçoit également le signal de 10 sortie d'un second convertisseur tension-fréquence qui est identique au premier convertisseur tension-fréquence. Le signal de sortie du détecteur de phase est intégré par un circuit de filtre à retard/avance de phase, qui produit une tension de commande analogique. La tension de commande analogi15 que commande la fréquence de sortie du second convertisseur tension-fréquence, pour former une boucle de verrouillage de phase lorsque la tension de commande analogique correspond de façon appropriée à la tension analogique d'entrée. L'amplificateur d'isolation procure une tension d'isolation supérieure 20 à 1500 volts et une largeur de bande d'environ 70 kilohertz. Le circuit fonctionne effectivement avec des éléments magnétiques pour la barrière d'isolation ou avec des éléments optoélectroniques pour la barrière d'isolation. Dans un mode de réalisation de l'invention, une paire de condensateurs 25 font fonction de barrière d'isolation pour l'information, tandis qu'un transformateur toroidal fait simultanément fonction de barrière d'isolation pour l'énergie d'alimentation. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre de modes de réalisation et en se 30 référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est un schéma synoptique de l'amplificateur d'isolation de l'invention; la figure 2 est un schéma synoptique de l'amplificateur d'isolation de l'invention utilisant une boucle de 35 verrouillage de phase en tant que décodeur; la figure 3 est un diagramme montrant des signaux produits par les amplificateurs d'isolation des figures 1 et 2; la figure 4 est un schéma du circuit d'attaque dif5 férentiel de la figure 1; la figure 5 est un schéma de circuit de l'amplificateur de détection représenté dans le schéma synoptique de la figure 2; la figure 6 est un schéma logique du détecteur de 10 phase qui fait partie de la figure 2; les figures 7A et 7B sont des schémas de signaux utiles à la description du fonctionnement du circuit détecteur de phase qui est représenté sur la figure 6; la figure 8 est un schéma de circuit du détecteur 15 de phase représenté sur la figure 6; la figure 9 est un schéma de circuit simplifié du filtre de retard/avance de phase du schéma synoptique de la figure 2; la figure 10 est un schéma de circuit simplifié du 20 filtre passe-bas du schéma synoptique de la figure 2; la figure il est un schéma de circuit détaillé du filtre de retard/avance de phase de la figure 9; et la figure 12 est un schéma de circuit détaillé du filtre passe-bas de la figure 10. En considérant maintenant la figure 1, on note qu'un amplificateur d'isolation 1 comprend un codeur 2 ayant une entrée 3 à laquelle est appliquée une tension d'entrée analogique Vi. Le codeur 2 produit un signal de sortie codé Fi sur un conducteur de sortie 4. Le signal codé Fi est ap30 pliqué à une entrée d'un circuit d'attaque différentiel 5, qui produit sur un conducteur 6 un homologue F du signal Fi, et qui produit également son complément logique F sur le conducteur 7. Chacun des conducteurs 6 et 7 est connecté à une borne d'un condensateur de barrière d'isolation respectif, 8 et 9, et chaque condensateur est choisi de façon à avoir une capacité CB faible, d'environ 3 picofarads. Les secondes bornes des condensateurs de barrière d'isolation 8 et 9 sont connectées à des conducteurs respectifs 10 et 11. Un signal 5P qui est la version différentiée de F apparaît sur le conducteur 10 et un signal P qui est la version différentiée de F apparait sur le conducteur 11. Les conducteurs 10 et 11 sont connectés aux entrées d'un amplificateur différentiel 12 dont la sortie produit un signal T sur le conducteur 13. Le signal T est un homologue de P. Le conducteur 13 est connecté à l'entrée positive d'un comparateur 14 dont l'entrée négative est connectée par un conducteur 15 à une source de tension de seuil positive VTH+. Le conducteur 13 est également connecté à l'entrée 15 négative d'un comparateur 16 dont l'entrée positive est connectée par le conducteur 17 à un conducteur acheminant une tension de seuil négative VTH. Les sorties des comparateurs 14 et 16 sont connectées par des conducteurs 18 et 19 aux entrées respectives S et R d'une bascule RS 20. La sortie Qi 20 la bascule 20 est connectée par un conducteur 21 à une entrée d'un décodeur 23. Une autre entrée du décodeur 23 est connectée par un conducteur 22 à la sortie Q de la bascule 20. Les signaux R et R, qui sont respectivement des versions reconstituées de F et F, apparaissent respectivement sur les con25 ducteurs 21 et 22. La sortie du décodeur 23 produit sur un conducteur 24 un signal V0, qui est un homologue analogique de V.. La figure 3 montre les formes des signaux F, F, P, P, T et R. On peut voir que les signaux P et P ont des fronts 30 avant qui correspondent de façon précise aux fronts avant respectifs de F et F. Les formes des signaux P et P retournent rapidement à zéro, longtemps avant l'apparition de la transition suivante de F ou F. Sur la forme d'onde T de la figure 3, les références 13A désignent le niveau de seuil 35 VTH+, et les références 13B désignent le niveau de seuil VTH, auxquels les comparateurs respectifs 16 et 14 commutent, ce qui instaure et restaure la bascule 20 pour "reconstituer" les formes d'onde R et R, qui sont des homologues légèrement retardés et extrêmement précis des formes d'onde respectives F et F. i Conformément à l'invention, les condensateurs de barrière d'isolation 8 et 9 peuvent être les condensateurs à structure en spirale de 3 picofarads qui sont décrits dans la demande de brevet des E.U.A. n 856720, déposée par la deman10 deresse le 28 avril 1986. Conformément à un mode de réalisation préféré de l'invention, le codeur est un convertisseur tension-fréquence dont le circuit peut être similaire ou identique à celui qu'on trouve dans le convertisseur tension- fréquence en cir15 cuit intégré hybride commercialisé par la demanderesse (BurrBrown) sous la désignation VFC 320, en combinaison avec un circuit d'attaque différentiel destiné à attaquer les deux condensateurs d'isolation. Si on utilise ce circuit, il est alors commode de réaliser le décodeur 23 au moyen d'un circuit 20 à boucle de verrouillage de phase qui utilise un convertisseur tension-fréquence identique en tant qu'oscillateur local. En considérant maintenant la figure 2, on voit le mode de réalisation actuellement préféré de l'invention, dans lequel le "convertisseur tension-fréquence d'entrée" 2A com25 prend un circuit d'attaque différentiel, et produit les signaux F et F sur les conducteurs 6 et 7. L'amplificateur de détection 12A comprend l'amplificateur différentiel 12, les comparateurs 14 et 16 et la bascule RS 20 de la figure 1, et il produit les signaux R et R sur les conducteurs 21 et 22. 30 Les signaux R et R sont appliqués à un circuit à boucle de verrouillage de phase 23A, qui comprend un détecteur de phase recevant les signaux différentiels R et R en tant que signaux d'entrée. Le détecteur de phase 25 compare les phases de R et R avec celles d'une paire de signaux différentiels Q 35 et Q qui apparaissent respectivement sur les conducteurs 31 et 32. Le détecteur de phase 25 produit sur le conducteur 26 un signal U, représentant un "signal de sens montant", et il produit également sur le conducteur 27 un signal D repré5 sentant un "signal de sens descendant". Les conducteurs 26 et 27 sont connectés aux entrées d'un filtre de retard/avance de phase 28 qui intègre U et D, pour produire sur le conducteur 29 un signal analogique VF, qui est un homologue, à un coefficient près, de Vi. Le conducteur 29 est connecté à une 10 entrée de commande ou une entrée analogique du convertisseur tension-fréquence de sortie 30, qui est identique au convertisseur tension-fréquence d'entrée 2A. Les sorties du convertisseur tension-fréquence 30 sont connectées aux conducteurs 31 et 32. Le signal VF présent sur le conducteur 29 est ap15 pliqué à une entrée du filtre passe-bas 33, dont la sortie produit sur le conducteur 24 un signal de sortie filtré V0. Le fonctionnement fondamental de l'amplificateur d'isolation de la figure 1, et également du mode de réalisation préféré de la figure 2, consiste en ce que le codeur 2 20 ou le convertisseur tension-fréquence d'entrée 2A, produit une version numérique du signal d'entrée analogique Vi, ce qui produit les signaux d'entrée différentiels F et F qui sont appliqués aux bornes de gauche des condensateurs de barrière d'isolation 8 et 9. Cependant, contrairement à l'art antérieur, les signaux F et F ne sont pas transmis pendant la totalité de leur durée par les condensateurs de barrière d'isolation, et intégrés ensuite pour reconstituer le signal d'entrée analogique. A la place, ce sont fondamentalement les instants correspondant aux transitions des signaux F et F qui 30 sont transmis par les condensateurs de barrière d'isolation 8 et 9. Les signaux P et P différentiés, se présentant sous la forme de "pointes", sont détectés de façon précise, toujours aux mêmes niveaux de seuil, par les comparateurs 14 et 16, pour instaurer ou restaurer la bascule 20 à des instants qui 35 correspondent de façon précise à l'apparition des transitions de F et F. Par conséquent, les signaux R et R sont des homologues précis mais légèrement retardés (d'environ 10 nanosecondes) des signaux respectifs F et F. Dans le mode de réalisation de la figure 2, le fait que le convertisseur tension-fréquence de sortie 30 soit identique au convertisseur tension-fréquence d'entrée 2A fait que la fréquence de Q et Q est identique à la fréquence de F et F lorsque VF est égal à V.. On pourra comprendre le fonctionnement fondamental 10 de la boucle de verrouillage de phase 23A en se référant aux figures 7A et 7B. En considérant tout d'abord la figure 7A, on note que le détecteur de phase 25 produit un signal de sens montant, U, sur le conducteur 26, lorsque Q présente un retard de phase par rapport à R. La largeur de la forme d'on15 de de U est égale à la durée du retard entre les fronts avant de R et Q. Si cette condition est réalisée, le signal U est intégré par le filtre de retard/avance de phase 28, ce qui fait que VF augmente proportionnellement à la durée précitée. Ceci provoque à son tour l'augmentation de la fréquence de Q 20 et Q, ce qui réduit le retard entre Q et R. Si Q et R sont précisément en phase, U et D sont tous deux égaux à zéro, et VF reste stable. VF est alors égal à Vi. Si la condition opposée existe, c'est-à-dire si Q présente une avance de phase par rapport à R, le détecteur de 25 phase 25 produit le signal D sur le conducteur 27. Comme le montre la figure 7B, la durée de D est égale à la valeur de l'avance de phase de Q par rapport à R. Ceci réduit VF proportionnellement à cette durée, ce qui fait que la fréquence du convertisseur tension-fréquence de sortie 30 diminue de façon que la fréquence de Q se réduise pour correspondre à la fréquence de R. Le filtre passe-bas 33 a pour fonction de réduire la valeur de l'ondulation alternative présente sur le conduc teur 29, de façon que le signal de sortie V0 sur le conduc35 teur 24 soit un homologue précis, exempt d'ondulation, du si- gnal d'entrée analogique Vi. Ainsi, le circuit à boucle de verrouillage de phase 23A impose l'égalité des fréquences de Q et R, ce qui force V à être égal a Vi. Par conséquent, la stabilité en réponse transitoire de l'amplificateur d'isolation 1 est déterminée entièrement par la fonction de transfert des convertisseurs tensionfréquence, le gain du détecteur de phase et les caractéristiques du filtre de boucle. La figure 4 montre un schéma de circuit détaillé du 10 circuit d'attaque différentiel 5. L'homme de l'art comprendra aisément la structure et le fonctionnement de ce circuit, ce qui fait qu'il est simplement présenté ici en tant qu'élément représentatif du mode de mise en oeuvre de l'invention que la demanderesse considère actuellement comme le meilleur. On notera cependant que la base et le collecteur d'un transistor connecté en diode, 56, sont connectés au conducteur 6, tandis que son émetteur est connecté à la masse. La base et le collecteur d'une diode 57 sont connectés à la masse et son émetteur est connecté au conducteur 6. De façon similaire, l'anode de la diode de limitation 58 est connectée au conducteur 7 et son émetteur est connecté à la masse. L'anode de la diode de limitation 59 est connectée à la masse et son émetteur est connecté au conducteur 7. Ces diodes de limitation limitent à environ + 0,7 25 volt les transitions de F et y. Si une tension transitoire extrêmement élevée est superposée sur Vi, par exemple sous l'effet d'une décharge électrostatique ou d'une impulsion électromagnétique, les diodes de limitation 56-59 peuvent dériver vers la masse des courants très élevés pendant la durée probable de telles impulsions, et éviter l'apparition d'excursions élevées de F et F. En considérant maintenant la figure 5, on voit un schéma de circuit détaillé de l'amplificateur de détection 12A, comprenant l'amplificateur différentiel 12 et la bascule 35 RS 20, destiné à présenter le mode de mise en oeuvre de l'in- vention que la demanderesse considère actuellement comme étant le meilleur. Le circuit comprend un amplificateur différentiel ECL (logique à couplage d'émetteurs) très classique, et une bascule RS classique en technologie ECL. 5 Du fait que ce circuit est tout à fait classique, on ne le décrira pas en détail. On notera cependant que l'anode de la diode de limitation 60 et la cathode de la diode de limitation 61 sont connectées au conducteur 10. La cathode de la diode 60 et l'anode de la diode 61 sont connectées à la mas10 se. De façon similaire, l'anode de la diode de limitation 62 et la cathode de la diode de limitation 63 sont connectées au conducteur 11. La cathode de la diode 62 et l'anode de la diode 63 sont connectées à la masse. Une résistance 42A de faible valeur est connectée entre le conducteur 10 et la masse. Une résistance 42B appariée de façon précise avec la résistance 42A est connectée entre le conducteur 11 et la masse. Les résistances 42A et 42B coopèrent avec les condensateurs de barrière d'isolation respectifs 8 et 9 pour effectuer la différentiation précitée de F et F, pour produire 20 respectivement les signaux différentiés P et P. Dans le mode de réalisation présent de l'invention la constante de temps de ces deux circuits différentiateurs n'est que d'environ 9 nanosecondes. Par conséquent, les signaux P et P retournent très rapidement à zéro, comme le montrent les formes d'ondes de la figure 3, longtemps avant là transition suivante de F et F. Par conséquent, les instants de transition des fronts arrière de P et P n'ont aucune influence sur les instants auxquels les comparateurs 14 et 16 détectent les points de seuil 13A et 13B de la forme d'onde T 30 sur la figure 3. Les transitions très rapides des fronts arrière de P et P et T permettent un fonctionnement à fréquence très élevée, jusqu'à environ 1,5 mégahertz, ce qui procure une largeur de bande de signal analogique d'environ 70 kilohertz. Les diodes de limitation 60-63 sur la figure 5 ont la même fonction que les diodes de limitation 56-59, c'est-àdire la limitation de l'amplitude des transitions de P et pendant des transitoires induits de valeur élevée. La figure 6 montre un schéma synoptique d'un mode 5 de réalisation en technologie ECL du détecteur de phase 25. L'entrée R est désignée par la référence 21A pour indiquer qu'elle représente en réalité les deux entrées complémentaires R et R qui sont caractéristiques des circuits ECL, comme l'homme de l'art l'appréciera aisément. Le conducteur Q 31A 10 représente en réalité les deux conducteurs Q et Q dans une réalisation avec un circuit ECL. La porte ECL OU 34 produit un signal de sortie de complément logique qui est appliqué à l'entrée R d'une bascule RS 35, et également à une entrée d'une porte OU/NON-OU 36, dont la sortie de complément logique 15 est connectée à une entrée d'une porte NON-OU 34. La sortie Q de la bascule 35 est connectée à une entrée d'une porte OU/ NON-OU 36, et également à une entrée d'une porte NON-OU 41. La sortie de la porte NON-OU 34 est également connectée à une entrée de la porte NON-OU 41. La sortie de la porte NON-OU 41 20 est connectée à une entrée de la porte OU/NON-OU 36 et à une entrée de la porte OU/NON-OU 39, ainsi qu'aux entrées d'instauration des deux bascules 35 et 38. La sortie de la porte NON-OU 37 est connectée à l'entrée R de la bascule 38, à une entrée de la porte NON-OU 25 41 et à une entrée de la porte OU/NON-OU 39. La sortie inverseuse de la porte OU/NON-OU 39 est connectée à une entrée de la porte NON-OU 37. La sortie non inverseuse de la porte OU/ NON-OU 37 produit le signal U sur le conducteur 26. La sortie inverseuse de la porte OU/NON-OU 39 produit le signal D sur le conducteur 40. L'homme de l'art peut aisément vérifier que le circuit de la figure 6 produit les formes d'ondes qui sont représentées sur les figures 7A et 7B. La figure 8 montre un schéma de circuit détaillé du mode de réalisation actuellement préféré du détecteur de pha35 se représenté sur la figure 6. L'homme de l'art pourra aisé- 15 20 30 35 ment comprendre le fonctionnement et la structure du circuit représenté sur la figure 8, ce qui fait que ce circuit est simplement représenté ici pour montrer le mode de mise en oeuvre de l'invention que la demanderesse considère actuellement comme étant le meilleur. La figure 9 montre un schéma de circuit simplifié du filtre de retard/avance de phase 28. Le conducteur 26 relatif au signal U est connecté par une résistance 43 à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel 46, à une borne du condensateur de réaction 47 et à une borne de la résistance 45. L'autre borne de la résistance 45 et l'autre borne du condensateur 47 sont toutes deux connectées à une borne du condensateur 48, dont l'autre borne est connectée par le conducteur 29 à la sortie de l'amplificateur opérationnel 46. Le conducteur D 27 est connecté par la résistance 44 à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 46, ainsi qu'à une borne de la résistance 49 et du condensateur 50. Les autres bornes de la résistance 49 et du condensateur 50 sont connectées à une borne du condensateur 51, dont l'autre borne est connectée à la masse. La figure Il représente le mode de réalisation du filtre de retard/avance de phase 28 que la demanderesse considère comme le meilleur. Le filtre passe-bas 33 peut être réalisé de la manière représentée sur le schéma simplifié de la figure 10, dans lequel le conducteur 29 du signal VF est connecté par la résistance 52 à une borne de la résistance 53 et à une borne du condensateur 33A, dont l'autre borne est connectée auconducteur de sortie 24. L'autre borne de la résistance 53 est connectée à l'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 54, dont l'entrée inverseuse est connectée au conducteur 24. L'entrée non inverseuse de l'amplificateur opérationnel 54 est connectée à une borne du condensateur 55, dont l'autre borne est connectée à la masse. La figure 12 montre le mode de réalisation que la demanderesse considère comme le meilleur pour le filtre passe-bas 33 représenté sur la figure 10. Les modes de réalisation de l'invention décrits cidessus procurent ainsi un amplificateur d'isolation économique et fiable qui atteint les buts de l'invention. L'utilisa5 tion d'un couplage par barrière d'isolation à condensateurs à structure en spirale évite le coût élevé et la faible largeur de bande du couplage par barrière d'isolation magnétique et optoélectronique de l'art antérieur. L'invention élimine la faible largeur de bande associée à des codeurs antérieurs, 10 comme des convertisseurs tension-rapport cyclique, dont le signal de sortie doit être intégré pour reconstituer le signal analogique d'entrée. Il faut cependant noter que le circuit décrit ci-dessus fonctionnera effectivement, bien qu'avec une largeur de bande de système réduite, avec des 15 types de codeurs autres que des codeurs tension-fréquence. Comme il est indiqué dans la demande de brevet des E.U.A. n 856720 précitée, l'utilisation de condensateurs à structure en spirale de 3 picofarads pour réaliser les condensateurs de barrière d'isolation 8 et 9, procure des ten20 sions d'isolation de 1500 volts pour des écartements de 500 Pm entre les métallisations, et de 3500 volts pour des écartements de 640 pm entre les métallisations. La faible taille physique des condensateurs de couplage à structure en spirale réduit considérablement le coût de l'amplificateur d'isola25 tion, par rapport à celui auquel on aboutirait si on utilisait des valeurs de capacité de barrière d'isolation plus élevées. Le circuit décrit est beaucoup moins sensible à des variations des composants et du processus de fabrication et à 30 des non-linéarités du couplage à travers la barrière que des amplificateurs d'isolation antérieurs. La précision de l'amplificateur d'isolation considéré ici dépend davantage de l'appariement du convertisseur tensionfréquence d'entrée et du convertisseur tension-fréquence de sortie, que de la pré35 cision absolue de divers composants. La nature du circuit de : :::; 7 ::: : F : -: :: ::: 0 : f s : A: : ::1 0 A: :: Et 0 : 8 :: ::: 0 7 15 ., :: :: ::.: :::: :, d; f: ' : E: ::: : : A::..DTD: V. D: R f. : f : à:. :: X A, :: -: :: ::0 0: . : :0: f : : . détecteur à boucle de verrouillage de phase, correspondant à un filtre à poursuite, permet d'obtenir une plus grande largeur de bande, une stabilisation plus rapide et une plus faible ondulation qu'avec des codeurs à modulation de rapport cyclique. On obtient les avantages précités de l'invention en dépit du fait qu'il est nécessaire d'utiliser un circuit convertisseur tension-fréquence à faible gigue, relativement coûteux, aussi bien pour le convertisseur tension-fréquence d'entrée que pour le convertisseur tension-fréquence de sortie, pour obtenir des performances de bruit optimales. Un circuit détecteur de phase rapide est nécessaire pour obtenir une faible ondulation et une faible distorsion. Bien qu'on ait décrit l'invention en considérant plusieurs modes de réalisation spécifiques, l'homme de l'art pourra apporter diverses modifications aux modes de réalisation décrits, sans sortir du cadre de l'invention. A titre d'exemple, on pourrait utiliser de nombreux autres circuits codeurs et décodeurs. L'homme de l'art pourrait réaliser de nombreuses autres manières le circuit à boucle de verrouillage de phase. On pourrait utiliser des circuits de filtrage différents. On pourrait utiliser un transformateur d'isolation pour réaliser la barrière d'isolation, avec la constante de temps R/L suffisamment courte pour assurer la précision et la largeur de bande nécessaires. REVENDICATIONS 1. Amplificateur d'isolation, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison: (a) des moyens (2, 5) destinés à coder un signal d'entrée analogique (Vi) pour produire un pre5 mier signal sous forme d'impulsions (F), les instants d'apparition de certains fronts du premier signal sous forme d'impulsions (F) représentant de façon précise le niveau du signal d'entrée analogique; (b) des moyens constituant une barrière d'isolation (8, 9) destinés à recevoir sur une première borne 10 le premier signal sous forme d'impulsions (F), à transmettre à une seconde borne une fraction du premier signal sous forme d'impulsions (F), et à établir une isolation électrique pouvant supporter une tension élevée, entre les première et seconde bornes; (c) des moyens (8, 9, 42A, 42B) destinés à 15 différentier le premier signal sous forme d'impulsions (F) lorsqu'il traverse les moyens constituant une barrière d'isolation (8, 9), pour produire un second signal sous forme d'impulsions (P) ayant certains fronts qui représentent de façon précise les instants d'apparition des fronts précités du premier signal sous forme d'impulsions (F); (d) des moyens (12, 14, 16) destinés à détecter les fronts précités du second signal sous forme d'impulsions (P), et des moyens (20) fonctionnant sous la dépendance des moyens de détection (12, 14, 16) de façon à produire un troisième signal sous forme d'im25 pulsions (R) qui est un homologue reconstitué du premier signal sous forme d'impulsions (F), le troisième signal sous forme d'impulsions (R) présentant certains fronts dont les instants d'apparition représentent de façon précise le niveau du signal d'entrée analogique (Vi); et (e) des moyens (23) destinés à décoder le troisième signal sous forme d'impulsions (R) pour produire un signal de sortie analogique (Vo) dont le niveau représente de façon précise le niveau de la tension d'entrée analogique (Vi). 2. Amplificateur d'isolation selon la revendication 35 1, caractérisé en ce que les moyens de codage (2, 5) compren- nent un étage de sortie différentiel (5) qui produit le premier signal sous forme d'impulsions (F) et qui produit également un quatrième signal sous forme d'impulsions (F) qui est le complément logique du premier signal sous forme d'impul5 sions (F); et en ce que les moyens constituant une barrière d'isolation (8, 9) comprennent un premier condensateur (8) connecté.entre les première et seconde bornes, et un second condensateur (9) apparié de façon précise avec le premier condensateur (8), le second condensateur étant connecté entre 10 des troisième et quatrième bornes, la troisième borne recevant le quatrième signal sous forme d'impulsions (F), et le second condensateur (9) transmettant à la quatrième borne une fraction du quatrième signal sous forme d'impulsions (F), et établissant une tension d'isolation électrique élevée entre 15 les troisième et quatrième bornes. 3. Amplificateur d'isolation selon la revendication 2, caractérisé en ce que les moyens différentiateurs comprennent les premier et second condensateurs (8, 9) et comprennent également des première et seconde résistances (42A, 42B) 20 avec la première résistance (42A) connectée entre la seconde borne et un conducteur de tension de référence et la seconde résistance (428) connectée entre la quatrième borne et un conducteur de tension de référence, la fraction du quatrième signal sous forme d'impulsions (F) qui est transmise par le 25 second condensateur (9) vers la quatrième borne formant un cinquième signal sous forme d'impulsions (lx). 4. Amplificateur d'isolation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de détection comprennent un amplificateur différentiel (12) ayant une paire d'entrées 30 respectivement connectées aux seconde et quatrième bornes, et une sortie connectée à des premier et second comparateurs (14, 16), chacun des premier et second comparateurs ayant une entrée de référence (15, 17) connectée de façon à recevoir des tensions de seuil de référence de polarités relati35 ves positive et négative (VTH+, VTH_)' et en ce que les moyens destinés à produire le troisième signal sous forme d'impulsions (R) comprennent une bascule (20) ayant des entrées connectées aux sorties des premier et second comparateurs (14, 16), une sortie de la bascule (20) produisant le troisième signal (R), et une autre sortie de la bascule (20) produisant un sixième signal sous forme d'impulsions (K)qui est un complément logique du troisième signal sous forme d'impulsions (R). 5. Amplificateur d'isolation selon la revendication 10 1, caractérisé en ce que les moyens de codage comprennent un premier convertisseur tension-fréquence (2A). 6. Amplificateur d'isolation selon la revendication , caractérisé en ce que les moyens de décodage comprennent un second convertisseur tensionfréquence (30), un détecteur 15 de phase (25), et un filtre de retard/avance de phase (28), le détecteur de phase ayant une première paire de bornes d'entrée (21, 22) qui reçoivent respectivement le troisième signal sous forme d'impulsions (R) et le sixième signal sous forme d'impulsions (R), le détecteur de phase (25) compre20 nant également une seconde paire d'entrées (31, 32) qui reçoivent des signaux de sortie complémentaires du second convertisseur tension-fréquence (30), le détecteur de phase produisant un signal de sortie représentatif du retard ou de l'avance de phase relatif entre le troisième signal sous forme d'impulsions (R) et un signal de sortie du second convertisseur tension-fréquence (30), le filtre de retard/avance de phase (28) intégrant fonctionnellement le signal de sortie de retard/avance de phase que produit le détecteur de phase (25),pour produire une tension de commande analogique 30 (VF), la sortie du filtre de retard/avance de phase(28) appliquant la tension de commande analogique (VF) à une entree de commande du second convertisseur tension-fréquence (30), et la tension de commande analogique (VF) commandant la fréquence de sortie du second convertisseur tension-fréquence (30) pour former une boucle de verrouillage de phase lorsque la tension de commande analogique (VF) atteint une relation prédéterminée avec la tension d'entrée analogique (Vi). 7. Amplificateur d'isolation selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un filtre passe.5 bas (33) qui reçoit la tension de commande analogique (VF) et qui produit une tension de sortie analogique filtrée (Vo). 8. Amplificateur d'isolation selon la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des premier et second condensateurs (8, 9) a une capacité d'environ 3 picofarads. 9. Amplificateur d'isolation selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens différentiateurs (8, 9, 42A, 42B) produisent des pointes de tension (P, _F) sur les seconde et quatrième bornes, et ces pointes de tension sont très courtes en comparaison de l'intervalle entre des impul15 sions successives des premier et quatrième signaux sous forme d'impulsions (F, ). 10..Ampll:ficateur d'isolation selon la revendication 9, caractérisé en ce que les pointes de tension formées à partir des premier et quatrième signaux sous forme d'impul20 sions (F, ) ont pratiquement diminué jusqu'à un niveau de référence égal à zéro au moment de l'apparition du front suivant du premier ou du quatrième signal sous forme d'impulsions (F, ), grâce à quoi les premier et second comparateurs (14, 16> détectent le même niveau relatif de chaque pointe de 25 tension, ce qui fait que les premier et second comparateurs (14, 16) commutent de façon très précise à des instants qui correspondent avec précision aux instants d'apparition des fronts précités du premier signal sous forme d'impulsions (F). 35 11. Procédé pour faire fonctionner un amplificateur d'isolation, caractérisé en ce qu'il comprend les opérations suivantes: (a) on code un signal d'entrée analogique (Vi) pour produire un premier signal sous forme d'impulsions (F), les instants d'apparition de certains fronts du premier signal sous forme d'impulsions (F) représentant de façon pré- cise le niveau du signal d'entrée analogique (Vi), et on produit un second signal sous forme d'impulsions (F) qui est le complément logique du premier signal sous forme d'impulsions (F); (b) on transmet une fraction de chacun des premier et 5 second signaux sous forme d'impulsions (F. r) à travers une barrière d'isolation (8, 9); (c) on différentie les premier et second signaux sous forme d'impulsions (F. F) lorsqu'ils traversent l.a barrière d'isolation, pour produire des troisième et quatrième signaux sous forme d'impulsions différen10 tiés (P. *) ayant chacun certains fronts qui correspondent de façon précise aux instants d'apparition des fronts précités du premier signal sous forme d'impulsions (F); (d) on amplifie les troisième et quatrième signaux sous forme d'impulsions (P, F), pour produire un signal différentiel (T); 15 (e) on applique le signal différentiel (T) à des entrées d'un premier et d'un second comparateurs (14, 16) qui détectent des excursions relatives positives et négatives du signal différentiel (T), ce qui provoque la commutation des premier et second comparateurs (14, 16) a des instants qui 20 correspondent de façon précise aux fronts avant et arrière du premier signal sous forme d'impulsions (F); (f) on instaure et on restaure une bascule (20) sous l'effet des signaux de sortie des premier et second comparateurs (14, 16), pour produire des homologues reconstitués (R, R) des premier 25 et second signaux sous forme d'impulsions (F, F); et (g) on décode les homologues reconstitués de façon précise (R, W), pour produire une tension de sortie analogique (Vo) qui présente une relation prédéterminée précise avec la tension d'entrée analogique (Vi).