Brevet FR2851381A1 — publié le 20040820

i La présente invention concerne un amplificateur faible bruit. Elle s'applique notamment pour des applications à bas cot. Elle s'applique par exemple 5 pour des amplificateurs de circuits de réception de radars équipant des véhicules automobiles. Elle peut aussi s'appliquer pour des applications audio haute fidélité. L'invention concerne également un récepteur radar homodyne. Des véhicules automobiles peuvent être équipés de radars en vue notamment d'améliorer les conditions de sécurité ou de confort des automobilistes. Il est ainsi connu d'équiper des véhicules avec des radars destinés à réguler leur vitesse en fonction des autres véhicules, en particulier des véhicules qui les précèdent immédiatement. Ces radars effectuent 15 notamment des mesures de vitesses. En fonction des mesures fournies par le radar, un système de traitement active automatiquement la commande de vitesse du véhicule porteur afin de réguler sa vitesse. La vitesse est ainsi régulée en fonction d'une vitesse de consigne affichée ou en fonction de la vitesse du véhicule qui précède. Plus simplement le radar peut alerter le 20 conducteur au moyen d'interfaces adaptées. Ces radars sont notamment décrits dans la littérature anglo-saxonne sous le type ACC (Automotive Cruise Control). Pour équiper un nombre croissant de véhicules, notamment de véhicules de 25 gammes intermédiaires, les radars automobiles doivent être réalisés à bas cot. Une attention particulière doit être portée sur les circuits complexes et donc à fort cot de fabrication. Les circuits de réception du radar sont un cas typique. Il est connu que les récepteurs homodynes sont plus simples que les récepteurs hétérodynes car ils ne possèdent notamment pas de circuits 30 de transposition de fréquence des signaux reçus. Ils fonctionnent sans fréquence intermédiaire. En contre partie ils sont moins protégés contre le bruit de réception. Dans ce contexte, l'amplificateur de réception doit présenter un faible bruit. Il s'agit d'amplifier le signal vidéo en dégradant le moins possible le rapport signal à bruit. Il est possible d'utiliser un 35 amplificateur opérationnel dédié pour réaliser cette fonction. Cependant ce type de composant consomme beaucoup d'énergie, offre peu de dynamique et cote cher. Un but de l'invention est de permettre la réalisation d'un amplificateur de 5 réception à faible bruit de façon économique, par exemple utilisable dans des circuits de réception de type homodyne. A cet effet, l'invention a pour objet un amplificateur comportant N amplificateurs opérationnels élémentaires en parallèles câblés en 10 amplificateur non inverseur, l'entrée de l'amplificateur étant reliée aux entrées positives des amplificateurs élémentaires et la sortie de l'amplificateur étant reliée à la sortie des amplificateurs élémentaires. Le nombre N d'amplificateurs élémentaires dépend notamment du niveau de 15 performance en bruit requis, le bruit de l'amplificateur étant alors sensiblement divisé par N par rapport au bruit de chaque amplificateur opérationnel. L'invention a également pour objet un récepteur radar homodyne comportant 20 un amplificateur tel que précédemment décrit. L'invention a pour principaux avantages qu'elle s'applique pour tous les domaines nécessitant des amplificateurs à faible bruit, qu'elle permet une faible consommation d'énergie et une grande dynamique de fonctionnement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent: - La figure 1, une illustration par un synoptique d'un récepteur de type 30 homodyne; - La figure 2, un exemple de réalisation d'un amplificateur selon l'invention; - La figure 3, un exemple de réalisation et d'utilisation d'un amplificateur selon l'invention. La figure 1 illustre par un synoptique un exemple de réalisation d'un récepteur homodyne 11. Un tel récepteur, peu coteux à mettre en oeuvre, peut être avantageusement utilisé dans un radar équipant un véhicule 5 automobile. Le récepteur 11 reçoit le signal de réception fourni par l'antenne 12. Le signal sortant du récepteur est traité par les moyens de traitement du radar 15. Le récepteur comporte essentiellement un mélangeur 13 et un amplificateur 10, l'amplificateur étant connecté à la sortie du mélangeur 13, directement ou via un condensateur de filtrage 14. Le mélangeur 13 reçoit 10 donc le signal fourni par un oscillateur local 16 et le signal de réception issu de l'antenne 12. Le signal mélangé, en sortie du mélangeur 13 attaque par exemple un filtre 14 puis l'amplificateur 10. Comme le montre la figure 1, un récepteur homodyne n'utilise pas une fréquence intermédiaire permettant notamment de surmonter les bruits de réception, cela de façon connue par 15 transposition de fréquence. L'amplificateur 10 doit donc présenter de très bonnes performances au niveau bruit. En particulier, il doit amplifier les signaux en dégradant le moins possible le rapport signal à bruit. Le bruit de l'amplificateur 10 doit par exemple être de quelques nanovoîts / VH pour une fréquence de fonctionnement pouvant aller jusqu'à quelques Mhz avec 20 un gain de l'ordre de quelques dizaines de dB. Pour des applications radar à faible cot, en particulier pour conforter l'avantage de l'économie procurée par l'utilisation d'un récepteur homodyne, l'amplificateur 10 doit lui aussi être à faible cot tout en présentant les performances requises telles que par exemple le faible bruit. La figure 2 présente un amplificateur 10 selon l'invention. Il comporte N amplificateurs opérationnels 11, 12, ... 1N en parallèle, chaque amplificateur opérationnel formant un amplificateur élémentaire. L'amplificateur selon l'invention 10 comporte une entrée E et une sortie S. Chaque amplificateur 30 élémentaire 1 est câblé en amplificateur non inverseur. L'entrée E de l'amplificateur 10 est reliée aux entrées positives des amplificateurs élémentaires et la sortie S de l'amplificateur est reliée à la sortie des amplificateurs élémentaires. L'entrée positive d'un amplificateur élémentaire est donc connectée à l'entrée E. L'entrée négative d'un amplificateur 35 opérationnel 11, 12, . 1N est reliée au point milieu d'un pont diviseur formé de deux résistances Ri, R2j. La résistance de pied de pont Ri est reliée à un potentiel de référence M qui est par exemple le potentiel de masse...DTD: L'autre résistance du pont R2j, la résistance de contre-réaction, est reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 11, 12, ... 1N. Une résistance R3j est par 5 exemple connectée entre la sortie de chaque amplificateur opérationnel et la sortie S de l'amplificateur 10. Les résistances de pied de pont R11, R12, ...R1N sont de préférence de même valeur. Il en est de même pour les résistances R21, R22, ...R2N ainsi que pour les résistances R31, R32, ...R3N en sorties des amplificateurs élémentaires 11, 12, ... 1N. Avantageusement, 10 les amplificateurs opérationnels élémentaires 11, 12, ... 1N sont de type standard. Ils ne nécessitent pas de performances particulières au niveau du bruit. En pratique, le nombre N d'amplificateurs opérationnels mis en parallèle dépend du niveau de performance en bruit requis, connaissant par ailleurs le niveau de performance des amplificateurs opérationnels utilisés. Il 1 5 est alors préférable d'utiliser des amplificateurs ayant le même niveau de bruit. Les essais réalisés par la Déposante ont montré que le bruit de l'amplificateur selon l'invention 10 était alors sensiblement divisé par 4N par rapport au bruit de chaque amplificateur opérationnel. On peut ainsi choisir des amplificateurs opérationnels bons marchés ayant une faible 20 consommation et un faible offset favorisant une bonne dynamique, tout en profitant au niveau global d'une faible tension de bruit en sortie de l'amplificateur selon l'invention 10. La figure 3 montre un exemple de réalisation et d'application d'un 25 amplificateur 10 selon l'invention dans le cas o le nombre N d'amplificateurs en parallèle est égal à trois. L'entrée E est reliée à un condensateur de liaison Cl. Une résistance Rp reliée entre l'entrée E et le potentiel de référence M. Un filtre C2, Rf est connecté à la sortie S de l'amplificateur 10, le condensateur C2 du filtre étant relié à la sortie S la résistance Rf étant 30 reliée au potentiel de référence. Un amplificateur opérationnel 30 est câblé en amplificateur non inverseur en sortie du filtre C2, Rf pour translater le signal dans une plage de fonctionnement adaptée aux circuits de traitement. La sortie du filtre est donc reliée à l'entrée positive de l'amplificateur 30. L'entrée négative du filtre est donc classiquement reliée au point milieu d'un 35 pont diviseur formé de deux résistances Ri, R2 dont l'une est reliée au potentiel de référence et l'autre est reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 30. Un condensateur de liaison C3 est par exemple connecté en sortie de l'amplificateur 30. En cas d'utilisation dans un circuit de réception radar, notamment de type homodyne comme illustré par la figure 1, 5 l'amplificateur 30 délivre alors le signal de réception destiné à des circuits de traitement radar, via par exemple les circuits de filtrage C2, Rf et d'adaptation 30, Rl, R2. Les valeurs des résistances de pied de pont R11, R12, ...R1N peuvent être de l'ordre de quelques dizaines d'ohms, par exemple 50 ohms. Les résistances de contre-réaction R21, R22, ... R2N peuvent être de l'ordre 10 de quelques kilo-ohms, par exemple 2 kilo-olhms. Plus généralement le rapport entre les résistances de contre-réaction et de pied de pont sont de l'ordre de la centaine. Les résistances suiveuses R31, R32, .. .R3N peuvent être de l'ordre d'une centaine d'ohms. Les condensateurs Cl, C2, C3 peuvent être de l'ordre d'une dizaine de microfarads. La résistance d'entrée 15 Rp est de l'ordre de quelques kiloohms. A titre d'exemple, si la tension de bruit de chaque amplificateur opérationnel est de 4,3nV/-jHIz. Des mesures réalisées par la Déposante ont montré que le bruit global au niveau de l'amplificateur selon l'invention 10 est divisé sensiblement par ô3, soit 2,3nV/..f#S. Un amplificateur selon l'invention permet donc de profiter des 20 qualités d'un amplificateur opérationnel bon marché, ayant notamment un faible consommation et un faible offset, tout en présentant faible tension de bruit. La figure 3 illustre un exemple d'amplificateur 10 comportant trois 25 amplificateurs opérationnels en parallèle en particulier pour une utilisation dans un récepteur radar homodyne. Il est bien sr possible de prévoir un récepteur radar homodyne selon l'invention o l'amplificateur comporte un nombre N d'amplificateurs élémentaires différent de trois, ce nombre N étant notamment fonction des performances de bruit des amplificateurs 30 élémentaires utilisés et du niveau de bruit global désiré pour l'amplificateur du circuit de réception. Un tel récepteur peut avantageusement être utilisé dans un radar équipant un véhicule automobile, par exemple du type ACC pour la régulation de vitesse. REVENDICATIONS 1. Amplificateur, caractérisé en ce qu'il comporte N amplificateurs opérationnels élémentaires (11, 12, -.. 1N) en parallèles câblés en amplificateurs non inverseurs, l'entrée (E) de l'amplificateur (10) étant reliée aux entrées positives des amplificateurs élémentaires et la sortie (S) de l'amplificateur étant reliée à la sortie des amplificateurs élémentaires. 2. Amplificateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'entrée positive d'un amplificateur élémentaire (I1, 12, ... 1N) est connectée à l'entrée E, l'entrée négative étant reliée au point milieu d'un pont diviseur formé de deux résistances (Rlj, R21), la résistance de pied de pont (R1l) étant reliée à un potentiel de référence (M), la résistance de contre-réaction (R21) étant reliée à la sortie (S) de l'amplificateur élémentaire (I1, 12, ... 1N). 3. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une résistance (R3i) est connectée entre la sortie de chaque amplificateur élémentaire et la sortie S de l'amplificateur (10) . 4. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que les résistances de pied de pont (R11, R12, ...R1N) sont de même valeur. 5. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que les résistances de contre-réaction (R21, R22, . . . R2N) ont même valeur. 6. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les résistances R31, R32, ... R3N en sorties des amplificateurs élémentaires sont de même valeur. 7. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un nombre N d'amplificateurs égal à trois. 8. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 7, caractérisé en ce que les valeurs des résistances de pied de pont (R11, R12, ...R1N) sont de l'ordre de quelques dizaines d'ohms. 9. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 8, caractérisé en ce que les résistances de contre-réaction (R21, R22, ... R2N) sont de l'ordre de quelques kilo-ohms. 10. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications 2 à 9, caractérisé en ce que le rapport entre les résistances de contre-réaction (R21, R22, ...R2N) et de pied de pont (R11, R12, ...R1N) sont de l'ordre de la centaine. 11. Amplificateur selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nombre N d'amplificateurs élémentaires dépend du niveau de performance en bruit requis, le bruit de l'amplificateur (10) étant alors sensiblement divisé par N par rapport au bruit de chaque amplificateur opérationnel (11, 12, ... 1 N). 20 12. Récepteur radar homodyne, comportant au moins un mélangeur (13) recevant d'une part le signal de réception radar et un signal fourni par l'oscillateur local (16), caractérisé en ce qu'il comporte en aval du mélangeur un amplificateur (10) selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes. 13. Récepteur selon la revendication 12, caractérisé en ce que le radar équipe une automobile. 14. Récepteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que le radar est du type ACC, utilisé pour la régulation de vitesse.