Brevet FR2651074A1 — publié le 19910222

CIRFCIT D'AMPLIFICATION A IMPDA2CE D'ENTREE DETEMINEE ET A DIFFERENSE VALEURS DE TANSCE La présente invention ccoenrne des circuits d'amplifi- cation de tension à sortie en courant, et plus particulièrement des circuits d'amplification destinés à commander des têtes de magnétoscope de caractéristiques différentes. Certains magnétoscopes comprenent quatre têtes, deux pour un mode de fonctionrnement "durée normale" et deux pour un mode de fonctionnement "longue durée". Ces quatre têtes servent aussi bien pour l'enregistrement que pour la lecture. En fonc- tionnment, les deux têtes associées au mode sélectionné se remplacent l'une l'autre pour enregistrer ou lire des données sur une bande magnétique. Lors d'un enregistrement, des signaux en tension desti- nés à être enregistrés sont envoyés par un prooesseur de signal vers un circuit d'amplification qui comrnporte des sorties en courant reliées aux têtes de magnétosoDpe. On cherche dans un tel circuit d'amplification à opti- miser et à déterminer de façon précise la transcoductanoxe qui est le rapport entre le courant de sortie et la tension d'entrée pour obtenir une qualité d'enregisraent optimale. On cherche également à déterminer de façon precise l' impédance d'entrée pour réaliser une bonne adaptation d'impédanoe. Un circuit d'amplification pour une tête qui répond & oes deux critères est mentionrn dans le Digest de ICCF 1988. Il est représenté sur la figure 1. Une capacité de couplage C est connectée à la borne d'entrée E du circuit et ne laisse passer que les signaux haute fréquence. Un amplificateur différentiel D a une première entrée Dl reliée à la capacité de couplage par l'intermédiaire d'une résistance R3, et sa sortie D3 est connec- tée à la base d'un transistor NPN dont le collecteur est coxnecté à la borne de sortie S elle-même reliée à une tête de magnétos- cope 1. Un amplificateur A a son entrée connectée, d'une part, à l'émetteur du transistor par l'inter1_diaire d'une résistance Rl, d'autre part, à la masse par l'internmdiaire d'une résistance de protection R, et sa sortie oennectée à la deuxième entrée D2 de l'amplificateur différentiel. Une résistance R2 est onnctéeC. entre l'entrée D1 de l'amplificateur différentiel et l'éimetteur du transistor. La transcrouctance Tr de ce circuit, dans le cas o le gain de l'amplificateur A est R3/(R2+R3), est donnée par-: Tr = (Rl + R2)/(Rl x R3) (1) On choisit par exemple les valeurs Rl = 10 Q, R2 = 1 kQ? et R3 = 1,5 kQ pour optimiser oette transconductance. De plus, les résistances Rl, R2 et R3 sont externes et non intégrées pour être définies avec une grande précision et pour que la transcon- ductance soit elle-méme déterminée de façon précise. Pour ce circuit, on s'affranchit dans le calcul de la transconductance de la résistance de protection R qui est intégrée et définie avec une mtoins grande précision. L'impédanoe d'entrée de oe circuit est égale à R3. Une façon de réaliser un circuit d'amplification permenttant de omarndrer une parmi deux têtes de caractéristiques différentes est de prévoir deux circuits élémentaires semblables à celui de la figure 1 présentant, d'une part, une borne d'entrée et une capacité de couplage communes, d'autre part, une résis- tance R et une résistance Rl communes. TLes amplificateurs différentiels et les transistors sont les màmes dans les deux circuits élmentaires. L'amplificateur A devient un amplificateur Ai dans l'un des circuits élémentaires et un amplificateur A2 différent dans l'autre. Ces amplificateurs A1 et A2 ont leurs entrées cxriectes l'une à l'autre. Chacune des deux sorties des circuits est reliée à une tête différente. Un interrupteur Kil, représenté en pointillés sur la figure 1, est rajouté dans chacun des circuits élémentaires. Il est connecté entre la base du transistor et la masse, et il est constitué d'un transistor unique qui est mis en état de satu- ration en position fermée. On peut de plus rajouter un coeuiutateur externe entre la capacité de couplage commune et les deux résistances R3, mais - un tel coimitateur est ooteux et nonr intégré. Une autre solution consiste à rajouter à la plaoe du acmnutateur externe un inter- rupteur M représenté en pointillés entre la résistance R3 et l'entrée Dl de l'amplificateur différentiel dans chaque circuit élémnentaire. Il peut être intégré mais, omme il n'a pas de borne à la masse, doit être constitué d'un circuit à plusieurs transis- tors (sept transistors). Pour enregistrer sur une tête, on ferme l'interrupteur M et on ouvre 1l'interrupteur K1 du circuit associé à la tête sélectionnée, et l'on met en position inverse les interrupteurs du circuit que l'on souhaite rendre inactif. Le fait de fermer un interrupteur K1 relie la base du transistor à la masse et plus aucun oourant ne circule dans oe transistor. Si l'on choisit deux résistances R3 identiques à celles de la figure 1, l'ièmédre d'entrée sera toujours égale à R3/2 lorsque l'un ou l'autre des sous-circuits élémentaires sera rendu inactif. Si l'on considère dans le circuit élémentaire opor- tant l'amplificateur AM une résistance R2a et dans l'autre circuit élémentaire une résistance différente R2b à la place de la résistance R2, et si l'on choisit les gains des amplificateurs Ai et A2 égaux à R3/(R2a+ R3) et R3/(R2b+R3), respectivement, on obtient deux t ans a s indépendantes de R: Tra = (Rl + R2a)/(Rl x R3) Trb = (Rl + R2b)/(Rl x R3) Cependant, le fait de prévoir un interrupteur M intégré rajoute une broche d'acces supplémentaire pour chaque circuit élémentaire. En effet, les résistans R2a, R2b et R3 sont externes. Ainsi, il est prévu une broche d'accès entre la résis- tance R3 et le circuit intégré, et une broche entre le circuit intégré et la borne de la résistance R2a (R2b) reliée à l'entrée Dl de l'amplificateur différentiel. Sans cet interrupteur M, les résistances R3 et R2 étaient onnecatées ensemble et une seule broche était rnoessaire pour les relier à l'entrée D1. Ainsi, un objet de la présente invention est de prévoir un circuit d'amplification à Rédane d'entrée détermirnée à deux valeurs de transconductance différentes dans lequel aucune broche d'accès supplémentaire n'est rajoutée. Un autre objet de l 'invention est de prévoir un tel circuit d'amplification omprenant moins de transistors. Pour atteindre ces objets, la présente invention prévoit un circuit d'amplification de tension à sortie en courant entre une borne d'entrée et l'une ou l'autre de première et deuxième bornes de sortie oexprenant des premier et deuxième sous-circuits qui coportent chacun un premier amplificateur différentiel dont une première entrée est reliée à la borne d'entrée par l'intermédiaire d'une premnière résistance, un tran- sistor dont la base est cnectée à la sortie de l'amplificateur différentiel, et un premier interrupteur cnraecté entre la base du transistor et la masse. Le premier sous-circuit comprend éga- lement un deuxième amplificateur dont la sortie est connectée à la deuxième entrée de l'amplificateur différentiel, et une deu- xième résistance crrecée entre 1'émetteur du transistor et la première entrée de l'amplificateur différentiel. Le deuxième sous-circuit comprend également un troisième amplificateur dont la sortie est conectée à la deuxième entrée de l'amplificateur différentiel, et une troisième résistance connectée entre l'émet- teur du transistor et la première entrée de l 'amplificateur différentiel. Ies ollecteurs des transistors des premier et deu- xième sous-circuits sont conrsnectés aux première et deuxième bornes de sortie, respectivement, et les entrées des deuxième et troisième amplificateurs sont reliées, d'une part, à la masse par l'intermédiaire d'une quatrième résistance cmnune, d'autre part, aux émetteurs des deux transistors par 1l 'intermédiaire d'une cin- quiène résistance commune. Les premier et deuxième sous-circuits comprennent chacun en outre un deuxième interrupteur connecté entre la première entrée de l'amplificateur différentiel et la masse, chacun de oes deuxièmes interrupteurs étant constitué par un transistor unique mis en état de saturation en position fermée. Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en détail dans la description suivante d'un mode de réalisation particulier faite en relation avec les figures jointes parmi lesquelles: la figure 1, déjà décrite, représente un circuit d'amplification à une sortie selon l'art antérieur; et la figure 2 représente un circuit d'amplification à deux sorties selon la présente invention. La figure 2 représente un circuit d'amplification de tension à sortie en courant entre une borne d'entrée E et l'une ou 1 'autre de deux bornes de sortie S1 et S2 selon la présenite invention, deux têtes aux caractéristiques différentes étant reliées chacune à une sortie SI1 ou S2. Deux sous-circuits B1 et B2 ocmprennent chacun un amplificateur différentiel D dont une première entrée Dl est reliée, par l'intermédiaire d'une résis- tance R4, à une borne d'une capacité de couplage C dont l'autre borne est connectée à l'entrée E du circuit. Chaque sous-circuit comporte également un transistor T dont la base est connectée à la sortie D3 de l'amplificateur différentiel, et un interrupteur 265 1 0 7 4 KI1 qui est connecté entre la base du transistor et la masse et qui peut donc être constitué par un transistor unique mis en état de saturation en position fermée. De plus, les sous-circuits Bl et B2 ocoprennent chacun un amplificateur Ai, A2, respectivement, dont la sortie est olroectée à la deuxième entrée D2 de l'amplificateur différentiel associé. Ils comportent également chacun une résistanoe P2a, P2b, respectivement, connectée entre l'êmetteur du transistor associé et la première entrée DI de l'amplificateur différentiel oerres- pcndant. Les collecteurs des transistors des deux sous-circuits B1, B2 sont reliés chacun à une borne de sortie Si, S2, respecti- vement. Les entrées des amplificateurs Ai et A2 sont reliées, d'une part, à la masse par l' intermiaire d' une résistanoe de protection R commune, d'autre part, aux émetteurs des deux tran- sistors par 1'intermédiaire d' une résistance RI commune. Les deux sous-circuits comprenent chacun en outre un interrupteur K2 qui est connecté entre l'entrée D1 de l'amplifi- cateur différentiel et la masse et qui est constitué par un tran- sistor unique mis en état de saturation en position fermée. Sur la figure 2, les interrupteurs K1 et K2 du sous- circuit B2 est fermé. La base du transistor T est donc à la masse et aucun courant ne circule dans ce transistor. Par contre, les interrupteurs K1 et K2 du sous-circuit B1 sont ouverts. Cette configuration correspond à un sous-circuit B1 actif et un sous- circuit B2 inactif. - Dans ce cas, la somme des résistances R et Rl est en parallèle avec.la résistance R2b. Ces résistances ont par exemple les valeurs suivantes: R = 1 Q, Rl = 10 Q et R2b = 1 kQ. La résistance équivalente est ainsi sensiblement égale à R+Rl. La transcduct e Trl associée au sous-circuit B1 s'obtient donc en remplaçant dans la relation (1) la résistance R2 par la résistance R2a, à crndition de prendre oamme gain de l'amplifi- cateur A1 la quantité R4/(R2a+R4): Trl = (Rl + R2a)/(Rl x R4). En outre, 1 'impédaroe d'entrée du circuit d'amplifi- cation peut se déduire à partir de celle du circuit de la figure 1 en faisant espcnre la résistance R4 du sous-circuit Bi à la résistance R3 et en ajoutant en parallèle la résistance R4 du sous-circuit B2. En choisissant les deux résistahoes R4 iden- tiques, l'impédarce d'entrée est alors égale à R4/2. Pour rendre actif le sous-circuit B2 et inactif le sous-circuit Bi, on ferme les interrupteurs K1 et K2 du sous- circuit B1 et on ouvre les interrupteurs K1 et K2 du sous-. circuit B2. La transcxuctance associée au sous-circuit B2, à condition de choisir le gain de l'amplificateur A2 égal à la quantité R4/(R2b+R4), est alors: Tr2 = (RI + R2b)/(Ri x R4). L' ixpédarce d'entrée est toujours R4/2. Le circuit d'amplification présente ainsi deux trans- ouctees différentes qui peuvent être optimisées pour chacune des têtes par le choix adapté des résistances R2a et R2b. Ces deux transooeductarces ne dépendent pas de la résistance de protection R intégrée et elles peuvent être dterminées de façon précise en choisissant des résistances Rl, R2a, R2b et R4 externes. L'impédarce d'entrée est également déterminée et est égale à R4/2. On peut choisir R4 = 2xR3 pour se ramener à 1'impé- dance d'entrée du circuit de la figure 1. Le transistor unique formant chacun des interrupteurs K2 peut être intégre et son implantation ne nécessite aucune broche supplémentaire puisqu'il est directement connect d'une part à une entrée de l'amplificateur différentiel associé qui est lui-mem intégré et d'autre part à la masse. Le nrnbre de transistors dans le circuit de la figure 2 est de plus réduit puisque deux interrupteurs à un transistor unique remplaoent deux interrupteurs à sept transistors. 2:651074 REVEDICATICfS 1. Circuit d'amplification de tension à sortie en courant entre uie borne d'entrée (E) et l'une ou l'autre de première et deuxièm bornes de sortie (Sl, S2) ocmprenant des premier et deuxièm sous-circuits (BI, B2) qui comportent chacun: un premier amplificateur différentiel (D) dont une première entrée (Dl) est reliée à la bore d'entrée par l'inter-. diAire d'une première résistarc (R4), un transistor (T) dont la base est oenoectée à la sortie (D3) de l'amplificateur différentiel, un premier interrupteur (K1) oneorcté entre la base du transistor et la masse, le premier sous-circuit comprenant également un deu- xièm amplificateur (Al) dont la sortie est c itée. à la deu- xième entrée (D2) de l'amplificateur différentiel, et une deu- xièxm résistanoe (R2a) ccnretée entre l'émetteur du transistor et la première entrée de l' amplificateur différentiel, le deuxièm sous-circuit ccmprenant également un troi- sième amplificateur (A2) dont la sortie est connectée à la deu- xième entrée de l'amplificateur différentiel, et une troisièm résistance (R2b) cenocté entre l'émetteur du transistor et la première entrée de l'amplificateur différentiel, les collecteurs des transistors des premier et deuxième sous-circuits étant conectés aux première et deuxième bornes de sortie, respectivement, et les entrées des deuxièmt et troisi amplificateurs étant reliées, d'une part, à la masse par l'inter- médiaire d'une quatrième résistance (R) commune, d'autre part, aux émetteurs des deux transistors par l'inteimédiaire d'une cin- quième résistarre (Rl) cmumune, carac érisé en ce que les premier et deuxième sous- carcuits comprennent chacun en autre un deuxième interrupteur (K2) c0nnect entre la première entrée de l'amplificateur différentiel et la masse, chacun de oes deuxièmes interrupteurs étant constitué par un transistor unique. 2. Circuit d'amplification selon la revendication 1, caracérisé en ce que les première et deuxième bornes de sortie (Sl, S2) sont chacune connectées à une tête de magnétoscope différente adaptée à un mode de foncztionnement "durée normale" ou bien un mode de fcoetioemnt "longue durée". 3. Circuit d'amplification selon la revendicationc 1, caractérisé en ce que les gains des deuxième et troisième ampli- ficateurs (A1, A2) sont égaux à R4/(R2a+R4) et R4/(R2b+R4), respectivement. 4. Circuit d'amplification selon la revendication 1, caractérisé en ce. que chacun des premiers interrupteurs (K1) est constitué par un transistor unique mis en état de saturation en position fermée.