Brevet FR2665590A1 — publié le 19920207

La présente invention concerne les circuits d'atténuation et, plus particulièrement, une configuration de circuit atténuateur très performante qui fait usage de transistors à effet de champ à jonctions intégrées pour intégrer des fonctions qui, antérieure- ment, demandaient des commutateurs mécaniques. Puisque Les oscilloscopes du type un Megohm doivent pou- voir supporter des tensions d'entrée allant jusqu'à 1 k V tout en n'ayant que quelques microampères de fuites, des relais électro- mécaniques sont nécessaires pour commuter diverses fonctions d'atténuation Comme représenté sur la figure 1, certains modèles actuels possèdent au moins quatre contacts de relais SW dans le trajet de signal compris entre un connecteur d'entrée 1 et un pré- amplificateur tampon à FET (transistors à effet de champ) 2, d'autres appareils en ayant beaucoup plus Ces commutateurs de relais sont souvent responsables de la plus grande partie des pertes de fidélité des signaux; ils représentent une grande partie du coût total de l'atténuateur, puisqu'ils doivent avoir une faible capacité par rapport au potentiel de terre, une faible inductance et une petite taille; et ils représentent le composant le moins fiable sur de nombreux oscilloscopes. Ce que l'on souhaite est une configuration d'atténuateur très performante qui réduit le nombre des commutateurs de relais dans le trajet de signal de manière que soient obtenus une largeur de bande plus élevée, un coût inférieur et une fiabilité accrue. Ainsi, l'invention propose une configuration d'atténua- teur très performante qui sépare un trajet de signal en plusieurs trajet parallèles Chaque trajet applique un taux d'atténuation différent au signal d'entrée Chaque trajet possède un ampli- ficateur tampon Les signaux de sortie des amplificateurs tampon sont appliqués en entrée à un multiplexeur ou un commutateur élec- tronique, et l'un des trajets est sélectionné pour produire le signal de sortie Le signal de sortie est ensuite appliqué en entrée à un amplificateur de commande avant d'être envoyé plus loin pour subir d'autres traitements, et, ou bien, être affiché. La description suivante conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages; elle s'appuie sur les dessins an- nexés, parmi lesquels: la figure 1 est un schéma simplifié d'une configuration d'atténuateur selon la technique antérieure; la figure 2 est un schéma simplifié d'une configuration d'atténuateur très performante selon l'invention. On se reporte maintenant à la figure 2, qui montre qu'un signal d'entrée est appliqué à un connecteur d'entrée 10 Du con- necteur 10, le signal d'entrée est appliqué à un trajet pour cou- rant continu 12, ou bien à un trajet pour courant alternatif 14 Un premier commutateur SW 1, qui appartient au genre électromécanique classique, sélectionne l'un des trajets indiqués afin de passer à la section atténuatrice 16 La section atténuatrice 16 possède plu- sieurs trajets atténuateurs 18, 20, 22, selon la valeur d'atténua- tion fixée Les trajets atténuateurs 18, 20, 22 sont couplés au trajet de signal d'entrée venant de SW 1 via des commutateurs res- pectifs SW 2, SW 3, SW 4, qui sont de nouveau du type électromécanique classique Les trajets atténuateurs 18, 20, 22 aboutissent à des amplificateurs tampon à FET 24, 26, 28 respectifs Les sorties des amplificateurs tampon à FET 24, 26, 28 sont sélectivement couplées à un étage de commande 36 via des transistors de commutation 30, 32, 34 respectifs Les transistors de commutation 30, 32, 34 forment, avec un transistor d'entrée 38 associé à l'étage de commande 36 et un transistor de sortie 40 configuré en émetteur suiveur, un type possible de tampon d'entrée multiple possédant un impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie basse. Lorsqu'un courant de polarisation est délivré via un commutateur SW 5 au transistor de commutation 30, mais non aux transistors 32 et 34, le transistor de commutation sélectionné forme un amplifica- teur de réaction à gain unité avec les transistors tampon 38 et Le transistor de sortie 40 produit un courant suffisant pour exciter des charges d'impédance basse, tandis que la base du tran- sistor d'entrée 38 échantillonne le signal de sortie et fournit la réaction De la même façon, les transistors de commuation 32 et 34 peuvent être validés indépendamment pour former l'amplificateur de réaction à gain unité avec les transistors tampon 38 et 40. En ce qui concerne le fonctionnement, l'utilisateur sé- lectionne l'entrée couplée en courant alternatif ou en courant con- tinu via le commutateur SW 1 Puis, par sélection de l'un des commu- tateurs SW 2, SW 3 et SW 4 et par réglage approprié du commutateur SW 5, le trajet d'atténuation voulu est inséré entre le connecteur d'entrée 10 et l'étage de commande 36 Comme cela apparaît claire- ment dans la comparaison de la configuration de la figure 2 avec la configuration classique de la figure 1, le nombre des commuta- teurs de relais électromécaniques présent dans le trajet de signal entre le connecteurs d'entrée 10 et les amplificateurs tampon à FET 24, 26, 28 a été réduit de six à deux Ceci se traduit en une augmentation de la largeur de bande, en un abaissement du coût et en une amélioration de la fiabilité Le circuit électronique peut être réalisé à l'intérieur d'un unique circuit intégré 42. Ainsi, l'invention produit une configuration d'atténua- teur très performante qui possède un plus petit nombre de commuta- teurs de relais coûteux, une plus grande largeur de bande et une fiabilité accrue grâce à la réalisation de trajets d'atténuation parallèles associés à un commutateur électronique permettant de sélectionner le trajet allant des amplificateurs tampon à FET au circuit de commande de sortie. Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir du dispositif dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses va- riantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention. REVEND I CATIONS 1 Circuit atténuateur, caractérisé en ce qu'il com- prend: plusieurs trajets parallèles ( 18-22), chaque trajet appliquant un taux prédéterminé différent d'atténuation; des moyens (SW 2 à SW 4) servant à appliquer un signal d'entrée à l'un, sélectionné, des trajets d'atténuation; et un moyen ( 42) servant à faire commuter le trajet sélec- tionné parmi les trajets atténuateurs sur un étage de commande de sortie ( 36). 2 Circuit atténuateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que le moyen de commutation comprend: plusieurs transistors de commutation ( 30 à 34), à raison d'un pour chaque trajet parallèle, chaque transistor de commutation étant sélectivement couplé avec l'étage de commande de sortie de manière à former un amplificateur de réaction à gain unité qui possède une impédance d'entrée élevée et une impédance de sortie basse; et un moyen (SW 5) servant à sélectionner celui des transis- tors de commutation qui doit être couplé avec l'étage de commande de sortie afin de former l'amplificateur de réaction à gain unité. 3 Circuit atténuateur selon la revendication 2, caracté- risé en ce que le moyen de commutation comprend en outre un ampli- ficateur tampon ( 24 à 28) entre chaque trajet parallèle et la borne d'entrée du transistor de commutation correspondant. 4 Circuit atténuateur selon la revendication 1, caracté- risé en ce que l'étage de commande de sortie comprend: un transistor d'entrée ( 38) possédant une pluralité de bornes d'entrée, chaque borne d'entrée étant couplée à l'un, dis- tinct, des trajets parallèles; et un transistor à émetteur-suiveur de sortie ( 40) couplé à la borne de sortie du transistor d'entrée, l'émetteur du transistor à émetteur-suiveur de sortie étant couplé à la borne de commande du transistor d'entrée de manière à produire la réaction.