Brevet FR2778513A1 — publié le 19991112

CIRCUIT DE TRAITEMENT DE SIGNAL ANALOGIQUE La présente invention concerne le traitement des signaux analogiques représentés par deux tensions symétriques. Les deux tensions symétriques V1 et V2 sont de la forme Vi=VDC+VAC et V2=VDc-VAC, O VDC est une composante continue et VAC le signal analogique traité. L'utilisation de tensions symétriques est largement répandue pour le transport de signaux analogiques, car elles permettent de supprimer aisément des perturbations extérieures, conduites ou rayonnées, en formant la différence entre les deux tensions. Cet avantage est particulièrement significatif dans le cas de circuits utilisés dans des cartes d'émission/réception radio. En effet, dans cette application, non seulement les perturbations extérieures affectent l'information transmise, mais le bruit qu'elles induisent peut être à l'origine du non respect d'une norme radio. L'avantage de la suppression aisée des perturbations a pour contrepartie que les circuits utilisés le long du transport du signal (filtres, amplificateurs, mélangeurs...) sont plus complexes. Dans les circuits conçus pour avoir un coût faible, on utilise généralement une alimentation asymétrique, et les tensions symétriques représentant le signal sont formées en superposant l'information analogique VAC à la composante continue VDC généralement égale à la moitié de la tension d'alimentation. Cette tension continue de référence est également utilisée dans les circuits de traitement du signal analogique. Deux exemples de tels circuits classiques sont représentés sur les figures 1 et 2. La figure 1 montre un amplificateur inverseur réalisé avec deux amplificateurs opérationnels A1,A2. Les entrées positives des amplificateurs Ai et A2 sont toutes deux reliées à une entrée de référence recevant la composante continue VDC. Deux entrées du circuit reçoivent les tensions symétriques VI1=VDc+VIAc et VI2=VDc-VIAc, et sont respectivement reliées aux entrées négatives des deux amplificateurs A1,A2 par l'intermédiaire de deux résistances identiques Ri. Le circuit comprend deux autres résistances identiques R2, chacune d'entre elles étant connectée entre l'entrée négative de l'un des amplificateurs A1,A2 et sa sortie. Les amplificateurs Al et A2 délivrent deux tensions de sortie du circuit, de la forme Vol=VDc+VoAc et (R28 Vo2=VDcVoAc, avec VOAC=- V) AC Le circuit de la figure 1 conserve donc la composante continue et applique un gain _(R2 négatif -RRî) au signal analogique transporté. La figure 2 montre la variante d'un circuit amplificateur inverseur. Dans ce cas, les entrées positives des amplificateurs A1,A2 reçoivent respectivement les tensions d'entrée Vi1,VI2. L'entrée de référence recevant la composante continue VDC est reliée aux entrées négatives des deux amplificateurs par l'intermédiaire de deux résistances respectives identiques R4, l'impédance de l'entrée de référence devant être faible devant R4. Le circuit comprend deux autres résistances identiques R3, chacune d'entre elles étant connectée entre l'entrée négative de l'un des amplificateurs A1,A2 et sa sortie. Le circuit de la figure 2 délivre, en sortie des amplificateurs A1,A2, des tensions Vol=VDc+VoAc et Vo2=VDc-VoAc, avec VOAC=(l±) VIAC. Le gain est donc égal à (1R3) R4) Des circuits tels que ceux illustrés par les figures 1 et 2 conviennent bien lorsque la composante continue VDC peut être fournie de façon simple et fiable. Or, certaines opérations effectuées sur les tensions symétriques peuvent faire varier leur composante continue. Si la tension fournie sur l'entrée de référence d'un circuit tel que celui représenté sur la figure 1 ou 2 ne correspond plus à cette composante continue, le circuit risque de générer et d'amplifier des perturbations. Un exemple d'opération susceptible d'affecter la composante continue est l'opération de modulation numérique, effectuée dans un certain nombre d'émetteurs de radiocommunication. En sortie du modulateur numérique, les deux tensions symétriques sont converties en analogique par des convertisseurs numérique-analogique. L'emploi, en aval d'un tel modulateur, de circuits de traitement du type illustré par les figures 1 et 2, requiert alors un convertisseur numérique- analogique supplémentaire pour générer la composante continue correcte VDC. Il serait souhaitable de pouvoir se dispenser de ce convertisseur supplémentaire pour simplifier le circuit, ce qui aurait pour autre conséquence bénéfique de permettre la suppression d'une broche au niveau de l'interface numérique-analogique. Un but de la présente invention est de simplifier des circuits de traitement de tensions symétriques tout en conservant la précision du traitement effectué. L'invention propose ainsi un circuit de traitement de signal analogique, comprenant: - deux entrées recevant deux tensions d'entrée respectives dont la différence représente un signal analogique d'entrée; - deux amplificateurs opérationnels sensiblement identiques délivrant deux tensions de sortie respectives dont la différence représente un signal analogique de sortie; - deux moyens de couplage passif sensiblement identiques connectés chacun entre l'une des entrées du circuit et l'un des amplificateurs; - deux résistances de rétroaction sensiblement identiques connectées chacune entre une entrée de rétroaction et une sortie de l'un des amplificateurs; et - un moyen de couplage résistif connecté entre les entrées de rétroaction des deux amplificateurs, et consistant en une ou plusieurs résistances flottantes. Le couplage résistif flottant entre les deux amplificateurs permet au circuit de fonctionner sans qu'il soit nécessaire de lui fournir la composante continue des deux tensions symétriques. Il en résulte une simplification appréciable. D'autres particularités et avantages de la présente invention apparaitront dans la description ci- après d'exemples de réalisation non limitatifs, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: - les figures 1 et 2, précédemment commentées, sont des schémas de deux amplificateurs différentiels classiques; - la figure 3 est un schéma d'un amplificateur différentiel mettant en oeuvre l'invention; et - la figure 4 est un schéma d'un filtre différentiel du second ordre mettant en oeuvre l'invention. L'amplificateur différentiel non inverseur représenté sur la figure 3 comprend deux amplificateurs opérationnels A1,A2 dont les sorties fournissent les deux tensions de sortie V01,Vo2 du circuit. Deux entrées du circuit, recevant respectivement les tensions d'entrée Vil et VI2, sont directement reliées aux entrées positives des deux amplificateurs A1,A2. Le circuit comprend deux résistances de rétroaction identiques RFB, chacune d'entre elles étant connectée entre l'entrée négative de l'un des amplificateurs A1,A2 et sa sortie. Les entrées négatives des deux amplificateurs A1,A2 sont en outre reliées entre elles par une résistance flottante RDIF. Le circuit de la figure 3, recevant des tensions d'entrée de la forme VIl=VDc+VIAc et Vi2=VDc-VIAc, délivre des tensions de sortie de la forme Vol=VDc+VoAc et VO2=VDc-VOAc, avec VOAc=GXVIAC. La composante continue est conservée, et le gain obtenu G 2 RFB est donné par G = 1 + l RDIF Ces caractéristiques du circuit sont obtenues quelle que soit la valeur de la composante continue VDc. On voit qu'il n'a pas été nécessaire de prévoir des mesures spécifiques pour fournir cette composante au circuit. Le circuit de la figure 4 diffère de celui de la figure 3 par la nature des éléments de couplage prévus entre chaque amplificateur opérationnel A1,A2 et l'entrée correspondante du circuit. Dans l'exemple de la figure 3, il s'agissait d'un couplage direct entre l'entrée positive de l'amplificateur A1,A2 et l'entrée correspondante du circuit recevant la tension d'entrée VIl ou VI2. Dans le cas de la figure 4, ces éléments de couplage se composent, identiquement pour chacun des deux amplificateurs A1,A2, de deux résistances R5,R6 et de deux capacités C1,C2. Le montage des résistances de rétroaction RFB et de la résistance RDIF est identique à celui de la figure 3. Pour chaque amplificateur A1,A2, les résistances R5 et R6 sont connectées en série entre l'entrée du circuit recevant la tension Vi1tVi2 et l'entrée positive de l'amplificateur A1,A2. La capacité Cl est connectée entre la sortie de l'amplificateur A1,A2 et le noeud situé entre les résistances R5 et R6. La capacité C2 est connectée entre la masse et l'entrée positive de l'amplificateur A1,A2. Le circuit de la figure 4 forme un filtre analogique différentiel du second ordre dont la fonction Vo2 -Vol de transfert 02- est de la forme: Vi2 -Vii G 1 + [Tl(1-G) + T2 + T3]p + (TlxT2)p2 Dans cette expression de la fonction de transfert, G est le gain précédemment défini, et Tl, T2 et T3 sont les constantes de définies par T1=R5xCl, T2=R6xC2 et T3=R5xC2. Le circuit de la figure 4 permet donc de réaliser une grande variété de filtres du second ordre en choisissant les valeurs de R5, R6, Cl et C2, sans qu'il soit nécessaire de fournir la composante continue VDC. Il convient toutefois, pour garantir la stabilité du filtre, de vérifier l'inégalité T1(1-G) + T2 + T3 > 0. R E V E N D I C A T I ON S 1. Circuit de traitement de signal analogique, comprenant: - deux entrées recevant deux tensions d'entrée respectives (Vi1, VI2) dont la différence représente un signal analogique d'entrée (VIAc); - deux amplificateurs opérationnels sensiblement identiques (Al, A2) délivrant deux tensions de sortie respectives (VO1,V02) dont la différence représente un signal analogique de sortie (VOAC); - deux moyens de couplage passif sensiblement identiques (C1,C2,R5,R6) connectés chacun entre l'une des entrées du circuit et l'un des amplificateurs; - deux résistances de rétroaction sensiblement identiques (RFB) connectées chacune entre une entrée de rétroaction et une sortie de l'un des amplificateurs; et - un moyen de couplage résistif (RDIF) connecté entre les entrées de rétroaction des deux amplificateurs, caractérisé en ce que le moyen de couplage résistif consiste en une ou plusieurs résistances flottantes (RDIF) 2. Circuit selon la revendication 1, dans lequel les entrées de rétroaction des amplificateurs sont leurs entrées négatives, et dans lequel chacun des moyens de couplage passif comprend une première résistance R5 et seconde résistance R6 montées en série entre une entrée du circuit et l'entrée positive d'un amplificateur (A1,A2), une première capacité Cl connectée entre la sortie dudit amplificateur et un noeud situé entre les première et seconde résistances, et une seconde capacité C2 connectée entre la masse et l'entrée positive dudit amplificateur, le circuit formant un filtre analogique de fonction de G transfert,. X2to G est un gain transert 1 + [Tl(1-G) + T2 + T3]p + (TlxT2)p2 o G est un gain 2 RFB de la forme G = 1 + -, RFB étant la résistance de RDIF rétroaction et RDIF la résistance des moyens de couplage résistif, et T1=R5xC1, T2=R6xC2 et T3=R5xC2 sont des constantes de temps telles que Tl(1-G) + T2 + T3 > O.