Brevet FR2789242A1 — publié le 20000804

CIRCUIT D'AMPLIFICATION D'UN SIGNAL ET PROCEDE DE NEUTRALISATION DES BRUITS DUNE TENSION D'ALIMENTATION DESCRIPTION 1) Domaine de l'invention l'invention se situe dans le domaine des cir- cuits, notamment intégrés sur une puce, destinés à amplifier un signal reçu d'un microphone. Elle concerne aussi un procédé de neutralisa- tion des bruits d'une tension d'alimentation d'un microphone à électret. 2) Arrière plan technologique 2-1) Dans de nombreux dispositifs audio, ou vidéo, un circuit audio comporte un microphone à électret, et un préamplificateur faible bruit recevant un signal en provenance du microphone. Le signal en sortie du préamplificateur peut être ensuite convertit en un signal numérique dans un convertisseur analogi- que, numérique, puis amplifié, traité, filtré et éventuellement mémorisé ou stocké sous cette forme. 2-2) Les microphones à électret doivent être polarisés par une tension continue positive au travers d'une résistance (pull-up) d'initialisation de la posi- tion de fonctionnement du microphone. Le signal en sortie du microphone, constitué par un courant varia- ble, traverse cette résistance d'initialisation en sorte que la tension variable aux bornes de cette résistance est représentative du signal de sortie du microphone. L'un des problèmes principaux de tels circuits audios est le manque d'immunité du signal utile en pro- venance du microphone aux bruits affectant la tension positive continue de polarisation du microphone à électret. Une solution connue pour remédier à ce problème consiste à filtrer la tension de polarisation avant de l'appliquer à la résistance d'initialisation. Ce fil- trage peut être réalisé par exemple au moyen d'un circuit R. C. Ce procédé est à la fois coûteux puis- qu'il nécessite l'addition d'une capacité additionnelle extérieure au circuit intégré et peu efficace, notam- ment aux basses fréquences présentes dans le domaine de l'audio. 3) Brève description de l'invention. 3-1) Le but de la présente invention est de neutraliser les bruits de la tension de polarisation. 3-2) L'inventeur a réalisé qu'en raison même, de la façon dont le microphone est branché et qu'en raison du fait qu'il est équivalent à une source de courant, tout bruit sur la tension de polarisation du microphone est perçu comme un signal par la résistance (pull-up) d'initialisation de la position du microphone et est donc amplifié par le préamplificateur faible bruit (LNA). Bien qu'une structure différentielle soit en général employée pour ce préamplificateur, il ampli- fie le bruit de la tension de polarisation. La solution proposée par l'inventeur et qui fait l'objet de la présente demande est de corréler la tension d'initialisation du microphone avec la réfé- rence interne de l'amplificateur ou préamplificateur faible bruit. De la sorte, le bruit de cette tension est perçu comme un bruit de mode commun sur les entrées du préamplificateur et non pas comme un signal de dif- férence. De cette façon, le bruit est rejeté, par différence, par la structure différentielle au lieu d'être amplifié. Ainsi, l'invention est-elle relative à un cir- cuit d'amplification d'un signal, le circuit comportant un amplificateur à structure différentielle comportant deux entrées, une première et une seconde, la première entrée recevant une tension de référence, la seconde entrée recevant le signal à amplifier, les deux entrées étant connectées entre elles par une résistance de polarisation, circuit caractérisé en ce que la première entrée est en outre couplée à la seconde entrée, par une résistance de signal traversée par un courant dont les variations sont représentatives du signal à ampli- fier. Elle concerne aussi un procédé de neutralisa- tion des bruits d'une tension d'alimentation d'un microphone à électret, un signal de sortie du micro- phone étant représenté par les variations d'un courant traversant une résistance d'initialisation de la posi- tion de fonctionnement du microphone, cette résistance d'initialisation recevant ladite tension d'alimenta- tion, le procédé consistant à coupler une première borne de la résistance d'initialisation d'une part à la sortie du microphone et d'autre part à une seconde entrée d'un amplificateur à structure différentielle et à coupler une seconde borne de ladite résistance d'ini- tialisation à une première entrée dudit amplificateur à structure différentielle. 4) Brève description des dessins L'invention et son apport par rapport à l'art antérieur seront mieux compris par la description qui sera faite en regard des dessins annexés dans les- quels: - la figure 1 est un schéma fonctionnel d'un circuit représentatif de l'art antérieur; et - la figure 2 est un schéma d'un circuit repré- sentatif d'un mode de réalisation de l'invention. ) Description détaillée d'un mode de réalisation de l'invention La figure 1 représente un circuit d'amplifica- tion du signal de sortie d'un micro 2. Ce signal est constitué par un courant produit par le micro et déve- loppé dans une résistance 3 d'initialisation et de signal dont une connexion est branchée sur une sortie 4 du micro. L'autre connexion de la résistance 3 est connectée à une tension continue d'initialisation VCC de la position de fonctionnement du micro 2. Cette tension continue est reçue par l'intermédiaire d'un circuit de filtrage constitué par une résistance 15 et une capacité 16. Le signal en sortie du micro 4 est connecté à une entrée 9 d'un amplificateur à structure différentielle 5. Cet amplificateur a deux entrées, une première 8 et une seconde 9 et deux sorties, une première 6 et une seconde 7 connues comme sortie positive et sortie négative. La première entrée 8 reçoit une tension de référence et la seconde entrée 9 reçoit le signal à amplifier en provenance de la sortie 4 du micro 2 par l'intermédiaire d'une capacité de filtrage 17, les deux entrées 8 et 9 sont connectées entre elles par une résistance de polarisation 10. Dans un tel système, on voit que tout bruit non filtré en provenance de la tension continue d'initialisation VCC est intégralement transmis à la résistance d'initiali- sation 3 et est donc amplifié par le circuit 5. La figure 2 représente un circuit 1 selon un mode de réalisation de la présente invention. Dans ce circuit, les éléments ayant les mêmes fonctions que les éléments représentés sur la figure 1, sont référencés par le même numéro de référence. Le circuit représenté figure 2 diffère du circuit représenté figure 1 par le fait qu'une tension de référence VREF est appliquée d'une part, à la première entrée 8 de l'amplificateur à structure différentielle 5 et, d'autre part, à la résistance 3 d'initialisation et de signal de la position de fonctionnement du microphone 2. Dans le circuit représenté figure 2, cette ten- sion de référence est appliquée par l'intermédiaire d'un circuit 11 adaptateur d'impédance comportant une entrée 12 et une sortie 13. C'est la sortie 13 de ce circuit 11 qui est appliquée d'une part, à la première entrée 8 du circuit d'amplification 5 et, d'autre part, à une connexion de la résistance 3 d'initialisation. Dans l'exemple représenté figure 2, le circuit d'adap- tation d'impédance 11il comporte un transistor NPN dont la base 19 constitue l'entrée du circuit et dont l'émetteur 13 constitue la sortie. L'ensemble des éléments représentés sur la figure 2 est intégré sur une puce à l'exception du micro 2 et de la capacité de filtrage 17, le raccordement au micro 2 étant effectué par la connexion 4 du circuit intégré représenté sur la figure 2. REVEND I CATIONS 1. Circuit d'amplification (1) d'un signal, le circuit comportant un amplificateur (5) à structure différentielle comportant deux entrées (8,9), une pre- mière (8) et une seconde (9), la première entrée rece- vant une tension de référence, la seconde entrée recevant le signal à amplifier, les deux entrées étant connectées entre elles par une résistance (10) de pola- risation, circuit caractérisé en ce que la première entrée (8) est en outre couplée à la seconde entrée (9), par une résistance (3) de signal traversée par un courant dont les variations sont représentatives du signal à amplifier. 2. Circuit (1) selon la revendication 1, carac- térisé en ce que la résistance (3) de signal est une résistance (3) d'initialisation de la position de fonc- tionnement d'un microphone (2), la seconde entrée (9) de l'amplificateur (5) étant prévue pour être raccordée à une sortie (4) du microphone (2). 3. Circuit (1) selon la revendication 1, carac- térisé en ce qu'il comporte un étage (11) adaptateur d'impédance comportant une entrée (12) et une sortie (13), l'entrée (12) recevant la tension de référence et la sortie (13) constituant la première entrée (8) de l'amplificateur à structure différentielle (5). 4. Procédé de neutralisation des bruits d'une tension d'alimentation d'un microphone (2) à électret, un signal de sortie du microphone (2) étant représenté par les variations d'un courant traversant une résis- tance (3) d'initialisation de la position de fonction- nement du microphone (2), cette résistance (3) d'ini- tialisation recevant ladite tension d'alimentation, le procédé consistant à coupler une première borne (4) de la résistance (3) d'initialisation d'une part à la sor- tie du microphone et d'autre part à une seconde entrée (9) d'un amplificateur (5) à structure différentielle et à coupler une seconde borne de ladite résistance (3) d'initialisation à une première entrée (8) dudit ampli- ficateur (5) à structure différentielle.