Brevet FR2651391A1 — publié le 19910301

-- 1 -- CIRCUIT ELECTRIQUE POUR LA LIMITATION DES POINTES DANS DES SIGNAUX La présente invention concerne un circuit électrique comprenant un circuit d'entrée et un circuit de sortie. L'invention concerne plus particulièrement un circuit électrique capable de réduire l'effet de pointes électriques. Beaucoup de circuits électriques analogiques doivent être capables de réduire l'effet de courtes pointes de tension d'entrée à montée rapide, tout en étant capables de répondre rapidement à des variations normales de la tension d'entrée. Ceci peut poser des problèmes particuliers dans les préamplificateurs utilisés dans des environnements électriques bruyants. Dans les applications en pyrométrie, des pointes peuvent être produites dans le circuit électrique de détection par le passage de particules incandescentes à travers le champ de vision du pyromètre. Si l'on ne prend pas des précautions spéciales pour réduire l'effet de ces pointes, elles peuvent conduire à des valeurs erronées du rayonnement de fond qu'il s'agit de mesurer. La présente invention a pour but de fournir un circuit électrique dont l'utilisation permet d'éviter ce problème. A cet effet, l'invention concerne un ciruit électrique du type indiqué plus haut, caractérisé en ce que le circuit de sortie comporte un premier dispositif formé d'un condensateur et d'une résistance et connecté de façon à réduire la pente d'un signal de sortie résultant d'une impulsion transitoire d'entrée à variation rapide, en ce que le circuit de sortie comporte un second dispositif formé d'un condensateur et d'une résistance et connecté audit premier dispositif à travers un élément de circuit, et en ce que ledit élément de circuit est agencé pour isoler ledit second dispositif pendant des impulsions transitoires d'entrée de courte durée, mais pour relier le premier dispositif au second pendant des impulsions transitoires d'entrée de plus longue durée, de sorte que la constante de temps pour des signaux d'entrée de courte durée est - 2- déterminée par ledit premier dispositif, tandis que la constante de temps pour des signaux d'entrée de plus longue durée est déterminée par une combinaison du premier et du second dispositif. De préférence, ledit élément de circuit est conducteur quand la tension qui lui est appliquée dépasse un niveau prédetermine. I1 peut être branché entre une première jonction entre le condensateur et la résistance dudit premier dispositif et une seconde jonction entre le condensateur et la résistance dudit second dispositif. De préférence, ledit élément de circuit est une diode. L'anode et la cathode de ladite diode peuvent être connectées à un point commun à travers des diodes respectives. Le circuit de sortie peut comporter un premier amplificateur, l'entrée de ce premier amplificateur étant connectée audit premier dispositif et audit second dispositif à travers ledit élément de circuit. Le circuit d'entrée peut comporter un second amplificateur, la sortie de ce second amplificateur étant connectée audit premier dispositif et audit second dispositif à travers ledit élément de sortie. De préférence, les valeurs de la capacité et de la résistance dudit premier dispositif sont choisies de manière que le temps de montée d'un signal à la sortie du circuit soit limité à environ 10 mV/ms quand ledit second dispositif est isolé. De préférence, les valeurs des capacités et des résistances dudit premier dispositif et du second sont choisies de manière que le temps de montée d'un signal à la sortie du circuit soit limité à environ 150 mV/ms quand le premier et le second dispositif sont reliés. Dans une application particulière, le circuit d'entrée comporte un detecteur pyrométrique et ledit élément de circuit isole ledit second dispositif pendant des impulsions dont la durée correspond au passage d'une particule incandescente dans le champ de vision du détecteur pyrométrique. - 3 - On décrira ci-dessous à titre d'exemple un circuit amplificateur pour pyromètre selon la présente invention, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 est un schéma du circuit, et les figures 2 à 4 représentent schematiquement l'evolution des tensions (en ordonnées) en fonction du temps (en abscisses) en différents points du circuit, en réponse à un signal d'entrée de courte durée. Le circuit représenté dans la figure 1 forme un préamplificateur comprenant deux amplificateurs à circuits intégrés 1 et 2 qui sont branchés en série. Le circuit comporte une entrée 3, connectée au premier amplificateur 1, et une sortie 4 connectée à la sortie du second amplificateur 2. Le signal d'entrée est une tension qui peut, par exemple, provenir d'un détecteur pyrometrique 30 tel qu'une photodiode. Un premier dispositif série RC, formé par un montage série d'un condensateur 10 (0,47 uF) et d'une résistance 11 (3,3 Mohm), est branché entre une barre 0 V et une barre 15 V. La sortie du premier amplificateur 1 et l'entrée du second amplificateur 2 sont connectées à une jonction 12 entre le condensateur 10 et la résistance Il. Un second dispositif série RC, formé par un montage série d'un condensateur 13 (100 nF) et d'une résistance 14 (1,2 Mohm), est branché en parallèle au premier dispositif série RC, entre une barre 0 V et une barre 15 V. Une diode 15 a son anode connectée à une jonction 16 entre le condensateur 13 et la résistance 14, et sa cathode connectée à la jonction 12 entre le condensateur 10 et la résistance 11. La jonction 16 est connectée à la sortie de l'amplificateur l à travers une résistance 17 de 100 ohms et un montage série de deux diodes 18 et 19. Les diodes 18 et 19 sont montées dans le même sens, la diode 18 ayant sa cathode connectée à la résistance 17 et son anode connectée à la cathode de la diode 19. L'anode de la diode 19 est connectée à la jonction 16. Un montage similaire de deux diodes 21 et 22 est branché entre la résistance 17 et l'entrée positive du second amplificateur 2. De cette - 4 - manière, ausi bien l'anode que la cathode de la diode 15 sont raccordées à la sortie de la résistance 17 à travers des paires respectives de diodes 18 et 19, 21 et 22. Quand il n'y a pas de signal d'entrée dans le circuit, les tensions au repos en différents points du circuit sont indiquées dans la figure 1. La tension à la jonction entre la résistance 17 et les diodes 18 et 21 est de -1 V, la tension aux jonctions entre les diodes 18 et 19 et entre les diodes 21 et 22 sont toutes deux de -0,5 V, et la tension à l'anode de la diode 15 est de 0 V. On décrira maintenant le fonctionnement du circuit en réponse à une pointe de tension d'entrée ou à une impulsion transitoire similaire de courte durée. Cette pointe, représentée à la figure 2, a une durée de I ms et elle est appliquée à l'entrée positive de l'amplificateur 1. Elle peut résulter par exemple du passage d'une particule incandescente dans le champ de vision du détecteur pyrométrique 30. Cette pointe produit à la sortie de l'amplificateur 1, à la jonction entre la résistance 17 et les diodes 18 et 21, une impulsion à montée rapide du type illustré par la figure 3. La constante de temps du premier dispositif série RC formé par le condensateur 10 et la résistance 11 est telle que le signal délivré à l'entrée du second amplificateur 2 et donc aussi le signal à la sortie 4 présente une pente de montée plus douce égale à 10 mV/ms, comme le montre la figure 4. Durant cette brève pointe d'entrée de 1 ms, la diode 15 reçoit une tension à l'avant qui ne monte que de 0 à 140 mV à la fin de la période de I ms. Ce n'est pas assez pour rendre conductrice la diode 15, de sorte que le second dispositif série RC formé par le condensateur 13 et la résistance 14 est effectivement isolé du premier dispositif série RC et n'affecte pas la constante de temps. Par contre, si le signal d'entrée du circuit change d'une manière normale, durant plus longtemps et correspondant à une variation de la tension d'entrée à amplifier, par exemple d'une manière qui produirait une tension de sortie de +10 V, le circuit fonctionne avec une constante de temps différente. Pendant les 4 ms initiales du nouveau signal d'entrée, la diode 15 reste non conductrice, mais ensuite elle sera conductrice de manière à relier la résistance 14 en parallèle à la résistance Il et relier le condensateur 13 en parallèle avec le condensateur 10. Ceci modifie la constante de temps du circuit, en donnant une plus forte pente de 150 mV/ms et en réduisant à environ 550 ms le temps nécessaire pour que la sortie atteigne 10 V. Sans le second dispositif série RC formé du condensateur 13 et de la résistance 14, le signal de sortie mettrait environ 1800 ms pour atteindre 10 V. Une fois que le circuit a établi la nouvelle tension de sortie, la tension entre les bornes de la diode 15 tombe à zéro et les condensateurs 13 et 14 sont de nouveau isolés l'un de l'autre. Ceci signifie que toute pointe arrivant ultérieurement sera retenue par le temps de montée de 10 mV/ms déterminé par le condensateur 10 et la résistance Il. La description qui précède montre qu'un circuit selon la présente invention assure une réduction efficace des effets de signaux transitoires d'entrée de brève durée, tout en ayant une réponse relativement rapide aux signaux de plus longue durée. L'invention n'est pas limitée à l'exemple de réalisation et d'application décrit ci-dessus, mais elle s'étend à toute modification ou variante évidente pour un homme du métier. -6- Revendications 1. Circuit électrique comprenant un circuit d'entrée et un circuit de sortie, caractérisé en ce que le circuit de sortie comporte un premier dispositif formé d'un condensateur (10) et d'une résistance (11) et connecté de façon à réduire la pente d'un signal de sortie résultant d'une impulsion transitoire d'entrée à variation rapide, en ce que le circuit de sortie comporte un second dispositif formé d'un condensateur (13) et d'une résistance (14) et connecté audit premier dispositif à travers un élément de circuit (15), et en ce que ledit élément de circuit (15) est agencé pour isoler ledit second dispositif (13 et 14) pendant des impulsions transitoires d'entrée de courte durée, mais pour relier le premier dispositif (10 et 11) au second (13 et 14) pendant des impulsions transitoires d'entrée de plus longue durée, de sorte que la constante de temps pour des signaux d'entrée de courte durée est déterminée par ledit premier dispositif (10 et 11), tandis que la constante de temps pour des signaux d'entrée de plus longue durée est déterminée par une combinaison du premier (10 et 11) et du second dispositif (13 et 14). 2. Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit élément de circuit (15) est conducteur quand la tension qui lui est appliquée dépasse un niveau prédéterminé. 3. Circuit électrique selon la revendication I ou 2, caractérisé en ce que ledit élément de circuit (15) est branché entre une première jonction (12) entre le condensateur (10) et la résistance (11) dudit premier dispositif et une seconde jonction (16) entre le condensateur (13) et la résistance (14) dudit second dispositif. 4. Circuit électrique selon la revendication I ou 3, caractérisé en ce que ledit élément de circuit est une diode (15). 5. Circuit électrique selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'anode et la cathode de ladite diode (15) sont connectées à un point commun à travers des diodes respectives (18, 19 et 21, 22). -- 7-- 6. Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de sortie comporte un premier amplificateur (2) et en ce que l'entrée de ce premier amplificateur (2) est connectée audit premier dispositif (10 et 11) et audit second dispositif (13 et 14) à travers ledit élément de circuit (15). 7. Circuit électrique selon la revendication 1 ou 6, caractérisé en ce que le circuit d'entrée comporte un second amplificateur (1) et en ce que la sortie de ce second amplificateur (1) est connectée audit premier dispositif (10 et 11) et audit second dispositif (13 et 14) à travers ledit élément de sortie (15). 8. Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs de la capacité et de la résistance dudit premier dispositif (10 et 11) sont choisies de manière que le temps de montée d'un signal à la sortie (4) du circuit soit limité à environ 10 mV/ms quand ledit second dispositif (13 et 14) est isolé. 9. Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que les valeurs des capacités et des résistances dudit premier dispositif (10 et 11) et du second (13 et 14) sont choisies de manière que le temps de montée d'un signal à la sortie (4) du circuit soit limité à environ 150 mV/ms quand le premier (10 et 11) et le second dispositif (13 et 14) sont reliés. 10. Circuit électrique selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit d'entrée comporte un détecteur pyrometrique (30) et en ce que ledit élément de circuit (15) isole ledit second dispositif (13 et 14) pendant des impulsions dont la durée correspond au passage d'une particule incandescente dans le champ de vision du détecteur pyromé- trique (30).