Brevet FR2745666A1 — publié le 19970905

CIRAIT DE RÉGLAGE DE GAIN AUTOMATIQuz UTILISANT UN CSDENSATEITR POUR RÉDUIRE LE COUPLAGE DE BRUIT NUMéRIQUE La présente invention concerne un circuit de réglage de gain automatique qui est susceptible d'être intégré sur la même puce que des circuits mixtes (analogique et numérique) de traitement de signal. La figure 1 représente un circuit classique de réglage de gain automatique. I1 comprend un amplificateur à gain variable 10 muni d'une entrée G de réglage de gain. Le gain de l'ampli- ficateur 10 est fixé par la tension appliquée sur l'entrée de réglage G. Souvent, notamment dans des environnements bruyants, le signal d'entrée Vin de l'amplificateur 10 et l'entrée de réglage de gain G sont différentiels. Une boucle de réglage de gain automatique comprend un détecteur de crête 12 recevant la sortie Vout de l'amplificateur 10, et un intégrateur qui reçoit la sortie du détecteur de crête 12 et règle le gain de l'amplificateur 10. L'intégrateur pourrait avoir une sortie différentielle pour commander l'entrée différentielle de réglage G de l'amplificateur 10. Toutefois, un tel intégrateur différentiel nécessiterait au moins un condensateur d'intégration de valeur élevée dont chacune des bornes est reliée à un signal variable. Ce condensateur de valeur élevée n'est habituellement pas inté grable, d'où il résulte qu'un circuit intégré comprenant le circuit de réglage de gain automatique nécessiterait deux broches supplémentaires pour connecter le condensateur de valeur élevée en externe. Avec un intégrateur du type de la figure 1, le circuit intégré nécessite seulement une broche 14 pour connecter le condensateur d'intégration externe C. L'intégrateur représenté comprend un amplificateur à transconductance 16 recevant la sortie du détecteur de crête 12 sur une entrée non-inverseuse (+) et recevant une tension de référence Vrefl sur une entrée inverseuse (-). La sortie de l'amplificateur à transconductance 16 est reliée à une première borne du condensateur C par la broche 14 et à une borne inverseuse g- de l'entrée différentielle de réglage de gain de l'amplificateur 10. La borne non-inverseuse g+ de l'entrée de réglage de gain reçoit une tension de référence constante Vref 2. L'autre borne du condensateur C est reliée à une masse analogique AGND. Habituellement, le circuit de réglage de gain automatique de la figure 1 est intégré sur la même puce que des circuits numériques 18 qui, par exemple, effectuent un traitement numérique de la sortie Vout de l'amplificateur 10. Ces circuits numériques comportent une masse numérique DGND qui n'est en principe pas reliée à la masse analogique AGND. Toutefois, du bruit numérique provoqué par les hautes fréquences utilisées dans les circuits numériques 18 est inévitablement couplé vers la masse analogique AGND. Ce bruit numérique affecte l'entrée de réglage de gain G de l'amplificateur 10 par l'intermédiaire du condensateur C et provoque une distorsion du signal de sortie Vout. Le condensateur C s'avère être le seul chemin par lequel le bruit numérique peut affecter le circuit. En effet, tout autre chemin couplé à la masse présente des caractéristiques de suppression de bruit. Par exemple, le bruit numérique présent dans les lignes d'alimentation (non représentées) est supprimé par le taux de réjection d'alimentation (communément désigné par "PSRR") des amplificateurs 10 et 16. Les tensions de référence Vrefl et Vref2 sont fournies par des sources de tension de faible bruit (non représentées), qui peuvent être considérées coma non couplées à la masse. Une solution pour éviter que du bruit numérique n'affecte le circuit serait d'utiliser un intégrateur (16, C) muni d'une sortie différentielle pour commander l'entrée de réglage de gain G de l'amplificateur 10 en mode différentiel. Toutefois, comme cela a été expliqué précédemment, le condensateur externe C devrait alors être relié à deux broches de circuit intégré au lieu d'une seule. Une autre solution serait de relier le condensateur C à une source de tension de faible bruit et de basse impédance, au lieu de le relier à la masse AGND. Ici encore, on nécessiterait deux broches pour relier le condensateur externe C. Un objet de la présente invention est de prévoir un circuit de réglage de gain automatique qui ne soit pas affecté par du bruit numérique couplé par l'intermédiaire de la masse, alors qu'il comporte une seule broche pour relier un condensateur d'intégration externe. Pour atteindre cet objet, la présente invention prévoit un circuit de réglage de gain automatique comprenant un amplificateur à gain variable muni de deux bornes différentielles de réglage de gain, une première de ces bornes de réglage de gain étant reliée à une tension de référence constante ; un détecteur de crête relié à la sortie de l'amplificateur à gain variable un intégrateur relié entre la sortie du détecteur de crête et la deuxième borne différentielle de réglage de gain, et comportant un condensateur d'intégration couplé à une borne de masse ; et un deuxième condensateur relié entre les deux bornes différentielles de réglage de gain. Selon un mode de réalisation de la présente invention, le deuxième condensateur est intégré avec le circuit de réglage automatique de gain sur une même puce. Selon un mode de réalisation de la présente invention, l'intégrateur comprend un amplificateur à transconductance dont la sortie est reliée audit condensateur d'intégration et à la deuxième borne différentielle de réglage de gain. Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles la figure 1, précédemment décrite, représente un circuit de réglage de gain automatique classique qui est souvent intégré sur la même puce que des circuits numériques ; et la figure 2 représente le circuit de réglage de gain automatique de la figure 1, incorporant un mode de réalisation de l'invention pour réduire les effets du bruit numérique. La figure 2 est identique à la figure 1, excepté pour la présence d'un condensateur C1 relié, selon l'invention, entre les deux bornes g+ et g- de l'entrée différentielle de réglage de gain G de l'amplificateur 10. Le rôle du condensateur C1 est de coupler tout bruit de haute fréquence présent sur la borne 14 vers la borne g+ de l'entrée de réglage de gain G. Avec cette configuration, le bruit présent sur la borne 14 est converti par le condensateur C1 en une tension de mode commun sur l'entrée différentielle de réglage G, et est donc supprimé par le taux de réjection de mode commun de l'amplificateur 10. Des meilleurs résultats sont obtenus lorsque le bruit sur la borne g+ est égal au bruit sur la borne g-. On approche de ce résultat en augmentant la valeur du condensateur C1 et/ou en augmentant l'impédance de la source de tension fournissant la tension de référence Bref 2. Toutefois, le condensateur C1 doit rester intégrable sur une surface de semiconducteur raisonnable. A titre d'exemple, de bons résultats sont obtenus avec une valeur d'environ 80 pF pour le condensateur C1, l'impédance de la source fournissant la tension Vref2 étant d'environ 10 . Si l'impédance de cette source de tension n'est pas suffisamment élevée, la tension de référence Vref2 peut être appliquée à la borne de réglage g+ par l'intermédiaire d'une résistance de valeur adéquate. De nombreuses variantes et modifications de la présente invention apparaîtront à l'homme du métier. Le condensateur C n'est pas forcément directement relié à la masse. Il peut être couplé à la masse par le fait qu'il est relié à une ligne d'alimentation. REVENDICATIONS 1. Circuit de réglage de gain automatique comprenant - un amplificateur à gain variable (10) muni de deux bornes différentielles de réglage de gain (g+, g-), une première (g+) de ces bornes de réglage de gain étant reliée à une tension de référence constante (Vref2) - un détecteur de crête (12) relié à la sortie (Vout) de l'amplificateur à gain variable - un intégrateur (16, C) relié entre la sortie du détecteur de crête et la deuxième borne différentielle de réglage de gain (g-), et comportant un condensateur d'intégration (C) couplé à une borne de masse (AGND) caractérisé en ce qu'il comprend un deuxième condensateur (C1) relié entre les deux bornes différentielles de réglage de gain. 2. Circuit de réglage automatique de gain selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième condensateur (Cl) est intégré avec le circuit de réglage automatique de gain sur une même puce. 3. Circuit de réglage de gain automatique selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'intégrateur comprend un amplificateur à transconductance (16) dont la sortie est reliée audit condensateur d'intégration (C) et à la deuxième borne différentielle de réglage de gain (g-).