Brevet FR2702898A1 — publié le 19940923

DOSSIER L 92-167 Dispositif électronique à faible consommation. La présente invention concerne un dispositif électronique constitué d'au moins deux étages électroniques et dont on veut réduire la consommation électrique. Dans l'art antérieur, on sait déjà connecter les étages d'un dispositif électronique les uns par rapport aux autres de façon à composer des fonctions de transfert de façon à transformer un signal d'entrée en un signal de sortie adapté au but auquel est destiné le dispositif. Chaque étage est connecté entre une ligne de tension positive d'alimentation continue et une ligne de tension négative d'alimentation, ces deux lignes étant communes aux étages du dispositif. Cependant les montages de l'art antérieur, quand ils comportent un grand nombre d'étages, tirent un courant important sur l'alimentation continue pour fonctionner sous une tension continue d'alimentation donnée En particulier, ceci est un réel inconvénient quand le dispositif électronique est embarqué à bord d'un véhicule et qu'il tire sa tension d'alimentation d'une batterie, dont la charge s'épuise au cours du temps. C'est le cas des dispositifs électroniques portables qui tirent leur énergie électrique d'une source comme une batterie, des piles, des accumulateurs ou des cellules photoélectriques. L'effet négatif est d'autant plus accentué que le dispositif est utilisé en veille, comme c'est le cas pour un récepteur de télécommande En effet, dans ce cas au moins une partie du récepteur doit être alimenté en permanence de façon à pouvoir détecter à tout moment l'arrivée d'un signal de commande, comme signal d'entrée. La présente invention apporte un moyen nouveau pour pallier cet inconvénient de l'état de la technique. En effet la présente invention concerne un dispositif électronique, constitué d'au moins deux étages, chacun comportant des bornes d'entrée et de sortie de signal, et des bornes d'alimentation en tension continue Le dispositif de l'invention se caractérise en ce que les bornes d'alimentation des étages sont connectées en série entre deux lignes d'alimentation du dispositif, et en ce que les bornes d'entrée et de sortie de signal des étages sont montées en cascade. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à l'aide de la description et des dessins qui sont: la figure 1: un premier mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention; la figure 2: un second mode de réalisation d'un dispositif selon l'invention; la figure 3: un dispositif selon l'invention équipé d'un moyen supplémentaire; la figure 4: un moyen de contrôle automatique d'un paramètre électrique d'au moins l'un des étages du dispositif de la figure 3. A la figure 1, on a représenté un schéma de principe d'un premier mode de réalisation d'un dispositif électronique selon l'invention. Le dispositif de l'invention comporte principalement un premier étage 1 et un second étage 1 ', qui comportent respectivement une borne d'entrée de signal 5 ou 7 et une borne de sortie de signal 6 ou 8, ainsi que des bornes d'alimentation en tension continue respectivement 9 et 11 pour le potentiel haut ou positif, et 10 et 11 pour le potentiel bas ou négatif. Selon l'invention, la borne d'entrée de signal du dispositif, référencée e, est transmise par une liaison 2 à la borne d'entrée de signal 5 du premier étage 1 La borne de sortie de signal 6 du premier étage 1 est connectée par une liaison 3 à la borne d'entrée de signal 7 du second étage 1 ' La borne de sortie de signal 8 du second étage 1 ' est connectée par une liaison 4 à la borne de sortie de signal S du dispositif de l'invention. Selon l'invention, bien que les étages 1 et 1 ' soient, au point de vue du signal, montés en cascade, les étages 1 et 1 ' sont montés en série entre une première borne d'alimentation 13 de potentiel haut (ou positif) et une seconde borne 14 d'alimentation de potentiel bas (ou négatif) A cette fin, le second étage 1 ' est connecté par sa borne 9 d'alimentation positive à la borne d'alimentation 13 de potentiel haut (ou positif), tandis que sa borne 10 d'alimentation négative ou nulle est connectée à la borne 11 d'alimentation positive du premier étage 1, dont la borne 12 d'alimentation négative est connectée à la borne d'alimentation 14 de potentiel bas (ou négatif). Si on pose que les résistances équivalentes d'alimentation, en l'absence de signal par exemple, dans le dispositif électronique sont respectivement RI entre les bornes 9 et 10 pour le premier étage 1 et R 2 entre les bornes 11 et 12 pour le deuxième étage 1 ', et en désignant par Ua la tension d'alimentation continue entre les bornes 13 et 14, on remarque que la puissance consommée peut s'écrire P = Ua 2 / (Ri + R 2). Dans l'art antérieur, on remarque que les bornes d'alimentation positive respectivement 11 et 9, des premier 1 et second 1 ' étages seraient connectées toutes les deux à la ligne 13, tandis que les bornes d'alimentation négative, respectivement 12 et 10, seraient connectées en commun à la ligne 14 Dans ce cas, la puissance consommée serait supérieure et s'exprimerait par: P = Ua 2/Rl + Ua 2/R 2 Selon l'invention, il est possible d'augmenter le nombre des étages, dans la limite o la différence de tension, entre les bornes de plus haute tension continue et de plus basse tension continue, est suffisante pour chacun des étages de façon à polariser convenablement le montage. Dans le dispositif de la figure 1, le signal de sortie produit s'écrit S(p) = Ki X K 2 E(p) si Ki et K 2 désignent les fonctions de transfert des étages 1 et 1 ', et E(p) et S(p) les transformées de Laplace des signaux d'entrée e et de sortie S du dispositif. Le dispositif de l'invention s'applique en particulier quand les étages 1 et 1 ' sont des amplicateurs ou des filtres ou des combinaisons de ces deux types de montage. A la figure 2, on a représenté un mode de réalisation o on a connecté en cascade, au point de vue du signal, trois étages respectivement 15, 16, 17, et qui sont montés en série entre les lignes 13 et 14 d'alimentation. Comme précédemment, la borne d'entrée de signal du dispositif, e, est connectée par une liaison convenable à la borne d'entrée 18 du premier étage 15, dont la borne de sortie 19 est connectée à la borne d'entrée 20 du second étage 16, dont la borne de sortie 21 est connectée à la borne d'entrée 22 de l'étage 17, dont la borne de sortie 23 est connectée à la borne de sortie du montage s. La borne 24 d'alimentation positive du troisième étage 17 est connectée à la borne d'alimentation 13 du dispositif, tandis que sa borne 25 d'alimentation négative est connectée à la borne 26 d'alimentation positive du second étage 16 La borne 25 d'alimentation négative du second étage 16 est connectée à la borne 28 d'alimentation positive du premier étage 15 La borne d'alimentation 29 négative du premier étage 15 est connectée à la borne d'alimentation négative (ou nulle) du dispositif. La limite du nombre d'étages, qu'il est possible de monter en série, dépend de la tension minimale de polarisation de chacun des étages. Aujourd'hui, en utilisant notamment les composants de type MOS, il est possible de travailler par exemple jusqu'à des tensions continues de polarisation de l'ordre de 3 Volts et parfois moins, et en utilisant une tension continue élevée Ua par exemple de l'ordre de 24 Volts, on conçoit qu'il est possible de monter un grand nombre de dispositifs en cascade selon les schémas des figures 1 ou 2. A la figure 3, on a représenté un moyen supplémentaire adapté au montage de la figure 1 Dans ce dispositif, on suppose que les étages 1 et 1 ' sont des amplificateurs de tension Ils sont connectés comme il est représenté à la figure 1 et leur connexion à l'alimentation continue n'est pas décrite plus avant On réalise à l'aide du montage de la figure 3, une correction sur au moins un paramètre du signal de sortie. En particulier, ainsi qu'on le verra plus loin, on peut exécuter ici facilement une correction automatique de gain CAG en réalisant par une connexion 30 une détection du signal de sortie S en sortie du second étage 1 '. Le moyen supplémentaire de l'invention comporte un circuit détecteur 31 dont le signal de sortie commande un générateur de signal de la correction 32 qui est connecté par une liaison 33 à un élément d'addition 34 sur la voie d'entrée e Le signal d'entrée e est transmis par exemple à une borne d'alimentation positive, référencée + au dessin, de l'additionneur 34, tandis que le signal de sortie de la correction est connecté à une borne négative, référencée au dessin, de l'additionneur 34 Dans le mode de réalisation représenté à la figure 3, la correction automatique travaille de manière négative. Dans un mode de réalisation, la correction automatique est exercée sur une partie seulement de la bande passante du signal de sortie s Dans ce mode de réalisation, on utilise un filtre passe-bande inséré sur la voie 30 à titre de moyen permettant de limiter la correction automatique sur une partie seulement du signal de sortie Il est clair que la correction peut être appliquée sur une partie seulement de l'amplitude du signal, ou sur toute autre caractéristique du signal de sortie. A la figure 4, on a représenté un autre montage qui permet de réaliser une correction automatique d'un paramètre électrique de l'un des étages montés en cascade dans le dispositif Il est en effet connu que un paramètre électrique comme la tension de sortie, ou le gain, ou la bande passante d'un étage électrique comportant un transistor ou un dispositif du même genre soit réglable par modification du courant d'entrée. C'est en particulier le cas de la correction automatique de gain CAG Dans le montage de la figure 1, il suffit de diminuer le courant dans le transistor Kl pour diminuer réciproquement celui dans le transistor K 2. La variation de courant est réalisée à l'aide d'un dispositif 40 de détection de niveau, qui reçoit le signal de sortie prélevé sur la connexion 3 de la figure 1 et qui produit un signal de sortie de détection 42 qui sert à contrôler une source de courant 41 connectée entre la ligne d'alimentation de potentiel haut (ou positif) 13 et un point A de sommation des courants sur l'entrée du transistor KM Quand on veut réaliser une correction automatique de gain à l'aide du montage de la figure 4, il suffit d'augmenter plus ou moins l'extraction de courant vers l'alimentation et on élève ainsi le potentiel Ve, et comme la tension Vb reste fixe, le courant de collecteur diminue dans le transistor Kl et donc dans le transistor K 2. A la Figure 4, on a représenté la correction automatique de gain décrite ci dessus comme correction envisagée dans le moyen supplémentaire décrite avec la Figure 3. Le dispositif de la Figure 4 présente un circuit de correction automatique de gain Le circuit de correction comporte un moyen de détection 40 du niveau du signal de sortie B d'un étage donné 1 ' du dispositif. Seule imposition, cet étage donné ne doit pas être l'étage d'entrée du dispositif Sa sortie est connectée à l'électrode de commande 42 d'une source de courant commandable 41 Une telle source de courant commandable peut facilement être réalisée à l'aide d'un transistor. Sa sortie est connectée à l'entrée (-) de l'additionneur 34 disposé à l'entrée d'un étage précédent ( 1) sur lequel la correction automatique de gain est appliquée En fonction de la programmation de la correctiojn automatique de gain, par exemple en fonction de la bande passante, le moyen de correction retire plus ou moins de courant dans l'étage précédent ( 1) et, de ce fait, retire plus ou moins du niveau de tension de sortie de l'étage de sortie ( 1 '). REVENDICATIONS 1) Dispositif électronique du type comportant au moins deux étages ( 1,1 '), chacun comportant des bornes d'entrée ( 5,7) et de sortie ( 6,8) de signal et des bornes d'alimentation en tension ( 11,12; 9,10), caractérisé en ce que les bornes d'alimentation des étages ( 1,1 ') sont connectées en série entre deux bornes ( 13,14) d'alimentation du dispositif et en ce que les bornes d'entrée et de sortie de signal ( 5,6,7,8) des étages ( 1,1 ') sont montées en cascade. 2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les étages sont constitués par des filtres et/ou des amplificateurs. 3) Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque étage reçoit une tension de polarisation au moins égale à sa tension de polarisation minimum. 4) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif de correction, qui prélève le signal de sortie (s) qui est fournit à l'entrée d'un circuit détecteur ( 31) qui commande un dispositif de correction ( 32) connecté à un additionneur ( 34) inséré sur la borne d'entrée d'au moins l'un des étages précédents ( 1). ) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen comme un filtre passe-bande sur la voie ( 30) pour appliquer la correction automatique sur une partie seulement de la bande passante du signal de sortie (s). 6) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que la correction est de type négative. 7) Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de correction automatique de gain qui comporte un moyen de détection ( 40) du niveau du signal de sortie (B) d'un étage donné ( 1 ') du dispositif et dont la sortie est connectée à l'électrode de commande ( 42) d'une source de courant commandable ( 41) dont la sortie est connectée à l'entrée (-) d'un additionneur ( 34) disposé à l'entrée d'un étage précédent ( 1) sur lequel la correction automatique de gain est appliquée, de façon à retirer plus ou moins de courant dans l'étage précédent ( 1) et, de ce fait, à retirer plus ou moins du niveau de tension de sortie de l'étage de sortie ( 1 ').