Brevet FR2672167A1 — publié le 19920731

Circuit électronique pour la comparaison de signaux optiques. La présente invention concerne d'une manière générale le traitement de signaux optiques. Elle concerne plus particulièrement des circuits électroniques pour la comparaison de signaux optiques, ou optiques et électriques. De tels montages peuvent avoir de multiples applications en pratique, et peuvent notamment, éventuellement en leur adjoignant des éléments supplémentaires, fonctionner en amplificateur différentiel ou en amplificateur opérationnel, dont les applications sont à leur tour multiples. Pour comparer des signaux optiques on utilise actuellement un montage électronique comparateur opérant sur des signaux électriques obtenus après conversion optique-électrique au moyen de composants tels que des photodiodes. La présente invention a pour objet un circuit électronique comparateur opérant directement sur les signaux optiques. La présente invention a pour objet un circuit électronique pour la comparaison de signaux optiques, ou optiques et électriques, essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux transistors sur l'électrode de commande desquels sont appliqués les signaux à comparer, et qui sont montés suivant un montage réalisant ladite comparaison. Suivant une autre caractéristique de l'invention, lesdits transistors sont montés de façon à réaliser, à l'état conducteur et en continu, un diviseur de tension. Suivant une autre caractéristique de l'invention lesdits transistors sont montés - de façon à réaliser un montage amplificateur différentiel. D'autres objets et caractéristiques de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'exemples de réalisation, faite en relation avec les dessins ci-annexés dans lesquels - les figures 1 et 2 sont des schémas montrant deux variantes d'un premier exemple de réalisation d'un comparateur suivant l'invention; - la figure 3 est un schéma montrant un deuxième exemple de réalisation d'un comparateur suivant l'invention. Dans l'exemple de réalisation illustré sur les figures 1 et 2 le circuit électronique suivant l'invention comporte deux transistors T1 et T2, qui sont des transistors à effet de champ dans le cas de la figure 1, et des transistors bipolaires dans le cas de la figure 2 et qui ont leur électrode dite de commande (grille dans le cas de la figure 1, base dans le cas de la figure 2) sur laquelle est respectivement appliqué l'un des signaux à comparer, consistant en l'occurrence en deux flux lumineux t A et tB Les flux sont par exemples acheminés chacun par une fibre optique centrée sur la zone de canal du transistor à effet de champ concerné ou sur la zone de base du transistor bipolaire concerné. Ces transistors, dont on utilise la propriété de photosensibilité du ou des matériaux qui les constituent, sont en outre montés de façon à réaliser, à l'état conducteur et en continu, un diviseur de tension. Le transistor T1 a ainsi une première de ses électrodes dites de transfert, en l'occurrence le drain dans le cas de la figure 1 et le collecteur dans le cas de la figure 2, qui est mise à un potentiel continu de polarisation VDD et une deuxième de ses électrodes dites de transfert, en l'occurrence la source dans le cas de la figure 1 et l'émetteur dans le cas de la figure 2, qui est connectée, par une première résistance R1 de valeur R, à la première électrode dite de transfert (drain dans le cas de la figure 1, collecteur dans le cas de la figure 2) du transistor T2, ce dernier ayant par ailleurs sa deuxième électrode de transfert (source dans le cas de la figure 1, émetteur dans le cas de la figure 2) mise à un potentiel continu de polarisation Vss, par l'intermédiaire d'une deuxième résistance R2 de valeur R identique à celle de la première résistance R1. La sortie de ce montage est prise au point commun à la première résistance R1 et à la première électrode de transfert du transistor T2 (drain dans le cas de la figure 1, collecteur dans le cas de la figure 2); soit Vcc le potentiel en ce point. Soient par ailleurs VA et V+B les potentiels équivalents ramenés sur les électrodes de commanae de ces transistors-par les flux lumineux #A et #B. On peut alors écrire les équations suivantes, définissant, en continu le fonctionnement d'un tel montage, par exemple celui de la figure 1: Vcc = V#A - VGS - IDR Vss = V#B - VGS - IDR où ID désigne le courant de drain, et VGS la tension grille-source, des transistors T1 et T2. Ce montage implique en effet que le courant de drain ID soit le même pour les deux transistors, ce qui implique en première approximation que la tension grille-source soit également la même pour ces deux transistors. On déduit des équations précédentes l'équation suivante VCC = V#A - V#B + VSS qui met en évidence la fonction de comparaison réalisée par ce montage. Dans le cas où des tensions électriques VA et VB seraient en outre appliquées respectivement sur les électrodes de commande des transistors T1 et T2, on obtiendrait V Oc = VA + V# A - (VB + VF B) VSS Comme on peut le constater sur l'une ou l'autre des deux dernières équations, cette fonction de comparaison permet en outre, lorsque le signal globalement appliqué sur l'électrode de commande de l'un des transistors T1 et T2 est constant, de réaliser la fonction d'un montage suiveur pour le signal appliqué sur l'autre des transitors T1 et T2 dans le cas où cet autre transistor est le transistor T et d'un montage inverseur dans le cas où cet autre transistor est le transistor T2. Le même raisonnement pourrait être fait pour des transistors bipolaires, c'est-à-dire pour le montage de la figure 2. Les tensions V et V peuvent en outre être réglables, ce qui permet par exemple - un ajustement, au cours de l'alignement des sources lumineuses générant les flux lumineux + A et + B sur les électrodes de commande des transistors, - une compensation dans le cas où les deux transistors Tl et T2 ne seraient pas parfaitement identiques - un réglage de l'un des signaux à comparer, considéré comme signal de référence pour l'opération de comparaison. Compte tenu du fait que les montages des figures 1 et 2 présentent une sortie différentielle et que les deux phototransistors T1 et T2 ont des points de polarisation identiques, les montages des figures 1 et 2 présentent une bonne stabilité en fonction de la température. Les transistors T1 et T2 peuvent être réalisés par exemple avec des matériaux du groupe III-V (tels que, pour le substrat, l'Arséniure de Gallium ou le Phosphure d'Indium par exemple) soit avec des matériaux du groupe IV (tels que le Silicium ou le Germanium par exemple) ou bien encore avec des matériaux du groupe II-VI (tels que des composés de Tellure, Cadminum et Mercure par exemple). Les montages des figures 1 et 2 peuvent en outre être suivis d'un amplificateur, de façon à réaliser la fonction d'un amplificateur différentiel. La figure 3 montre un deuxième exemple de réalisation d'un comparateur suivant l'invention. Ce comparateur réalise la fonction d'un amplificateur différentiel et comporte deux transistors T3 et T4 montés avec leur électrode dite de commande sur laquelle sont appliqués les signaux à comparer, et avec l'une de leurs électrodes dites de transfert mise à un potentiel continu de polarisation VDD, via respectivement deux résistances R3 et R4, et l'autre de leurs électrodes de transfert mise à un potentiel continu de polarisation Vss via une résistance commune R5. La tension de sortie de ce montage est la tension entre d'une part le point commun à la résistance R3 et au transistor T3 et d'autre part le point commun à la résistance R4 et au transistor T4. Dans cet exemple de réalisation les transistors T3 et T4, peuvent également être réalisés avec des matériaux du groupe III-V (tels que, pour le substrat, l'Arséniure de Gallium ou le phosphure d'Indium par exemple) ou avec des matériaux du groupe IV (tels que le Silicium ou le Germanium par exemple) ou bien encore avec des matériaux du groupe II-VI (tels que des composés de Tellure, Cadmium et Mercure par exemple). L'un ou l'autre des montages ainsi décrits peut en outre être utilisé pour effectuer une comparaison soit entre des signaux optiques, soit entre des signaux optiques et électriques. Il pourrait en outre être envisagé d'associer plusieurs de ces montages de façon à réaliser une comparas ion de plus de deux signaux optiques, ou optiques et électriques. REVENDICATIONS 1) Circuit électronique pour la comparaison de signaux optiques, ou optiques et électriques, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux transistors sur l'électrode de commande desquels sont appliqués les signaux à comparer, et qui sont montés suivant un montage réalisant ladite comparaison. 2) Circuit selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits transistors sont des transistors bipolaires. 3) Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits transistors sont des transistors à effet de champ. 4) Circuit selonl'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits transistors sont réalisés en matériau du groupe 111-V. 5) Circuit selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que lesdits transistors sont réalisés en matériau du groupe IV. 6) Circuit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits transistors (T1, T2) sont montés de façon à réaliser, à l'état conducteur et en continu, un diviseur de tension. 7) Circuit selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que lesdits transistors (T3, T4) sont montés de façon à réaliser un montage amplificateur différentiel.