Brevet FR2920248A1 — publié le 20090227

CIRCUIT DE TRANSFORMATEUR SYMÉTRIQUE-DISSYMÉTRIQUE ACTIF Domaine de l'invention La présente invention concerne les circuits de transformateur symétrique-dissymétrique actifs et plus particulièrement, un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif qui peut améliorer la symétrie entre deux signaux de sortie complémentaires en rejetant le bruit de mode commun. Art Antérieur En général, les circuits de transformateurs symétriques-dissymétriques convertissent des signaux d'entrée individuels (signaux non équilibrés) en signaux de sortie différentiels (signaux équilibrés) ou vice versa. Le circuit de transformateur symétrique-dissymétrique comprend un transformateur symétrique-dissymétrique passif avec des éléments passifs et un transformateur symétrique-dissymétrique actif avec des éléments actifs en fonction des éléments qui constituent le circuit de transformateur symétrique- dissymétrique. La figure 1 illustre un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif selon l'art antérieur. Un circuit de transformateur symétrique- dissymétrique actif, représenté sur la figure 1, selon l'art antérieur comprend une unité de circuit de charge 10, une unité d'amplification différentielle 20 et une source de courant 30. L'unité de circuit de charge 10 comprend une première charge LD1 et une deuxième charge LD2 qui sont connectées en parallèle à une source d'alimentation Vdd. L'unité d'amplification différentielle 20 comprend un premier transistor MOS M1 et un deuxième transistor MOS M2. Le premier transistor MOS M1 a un drain connecté à la première charge LD1 de l'unité de circuit de charge 10 et une grille connectée à une borne d'entrée IN. L'unité d'amplification différentielle 20 a un drain connecté à la deuxième charge LD2 de l'unité de circuit de charge 10, une grille connectée à la masse et une source connectée à une source du premier transistor MOS M1. La source de courant 30 est connectée entre un noeud de connexion commun des sources des premier et deuxième transistors MOS M1 et M2 de l'unité d'amplification différentielle 20, et maintient un courant constant circulant à travers l'unité d'amplification différentielle 20. Dans le circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif selon l'art antérieur, lorsqu'un signal entre par la borne d'entrée IN et passe à travers les premier et deuxième transistors MOS M1 et M2, la phase du signal d'entrée est inversée. Un signal qui est en phase avec le signal d'entrée est délivré sur une première borne de sortie OUT1 connectée au drain du premier transistor MOS M1. D'autre part, un signal qui est déphasé par rapport au signal d'entrée est délivré sur une deuxième borne de sortie OUT2 connectée au drain du deuxième transistor MOS M2. Les deux signaux de sortie circulent suivant des chemins de transmission de signaux différents depuis la borne d'entrée IN jusqu'à la première borne de sortie OUT1 et la deuxième borne de sortie OUT2. Les signaux de sortie ont des décalages de phase et d'amplitude différents en raison de composantes de capacité parasite différentes ou d'impédances différentes le long des différents chemins de transmission de signaux. En conséquence, la symétrie entre les deux signaux de sortie est détériorée. Exposé de l'invention Un aspect de la présente invention propose un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif qui peut améliorer la symétrie entre deux signaux de sortie complémentaires en rejetant le bruit de mode commun. Selon un aspect de la présente invention, il est proposé un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif comprenant : une unité de circuit de charge comprenant une première charge et une deuxième charge connectées en parallèle à une borne d'alimentation ; une unité d'amplification différentielle comprenant une première unité d'amplification connectée à la première charge de l'unité de circuit de charge et une deuxième unité d'amplification connectée à la deuxième charge de l'unité de circuit de charge et formant une unité d'amplification différentielle conjointement avec la première unité d'amplification, l'unité d'amplification différentielle amplifiant de manière différentielle un signal d'entrée fourni par le biais d'une borne d'entrée, et délivrant en sortie un premier et un deuxième signal de sortie déphasés l'un par rapport à l'autre à travers les première et deuxième bornes de sortie, respectivement ; une source de courant connectée entre la masse et un noeud de connexion commun des première et deuxième unités d'amplification et maintenant une quantité constante de courant circulant à travers l'unité d'amplification différentielle ; et une unité d'amplification de compensation amplifiant le signal d'entrée fourni par le biais de la borne d'entrée, transmettant le signal d'entrée amplifié à la deuxième unité d'amplification, et rejetant le bruit de mode commun de l'unité d'amplification différentielle. La première unité d'amplification peut comprendre un premier transistor MOS ayant un drain connecté à la première charge de l'unité de circuit de charge, une grille connectée à la borne d'entrée par le biais d'un condensateur, et une source connectée au noeud de connexion commun, et la deuxième unité d'amplification peut comprendre un deuxième transistor MOS ayant un drain connecté à la deuxième charge de l'unité de circuit de charge, une grille connectée à l'unité d'amplification de compensation et une source connectée au noeud de connexion commun. L'unité d'amplification de compensation peut comprendre une troisième charge connectée entre la borne de source d'alimentation et la grille du deuxième transistor MOS ; et un troisième transistor MOS comprenant un drain connecté à la grille du deuxième transistor MOS, une grille connectée à la borne d'entrée via un condensateur et une source connectée à la masse. Brève description des dessins On comprendra plus clairement les aspects et les fonctions ci-dessus, et d'autres avantages de la présente invention à partir de la description détaillée suivante prise conjointement avec les dessins d'accompagnement, dans lesquels : la figure 1 illustre un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif selon l'art antérieur ; la figure 2 illustre un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif selon un mode de réalisation particulier de l'invention ; et la figure 3 illustre des formes d'onde de signaux principaux du circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif et le transformateur symétrique-dissymétrique actif de la figure 2. Description détaillée du mode de réalisation particulier Des modes de réalisation particuliers de la présente invention vont maintenant être décrits en détail en référence aux figures 2 et 3. L'invention peut cependant être réalisée en beaucoup de formes différentes et ne devrait pas être interprétée comme limitée aux modes de réalisation particuliers exposés ici. Ces modes de réalisation sont au contraire proposés pour que la présente description soit complète, et puisse exprimer entièrement la portée de l'invention à l'homme du métier. Aussi, dans les dessins, les mêmes numéros de référence sont utilisés partout pour désigner les mêmes composants. La figure 2 illustre un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif selon un mode de 10 réalisation particulier. En se référant à la figure 2, un circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif selon ce mode de réalisation particulier comprend une unité de circuit de charge 100, une unité d'amplification 15 différentielle 200, une source de courant 300 et une unité d'amplification de compensation 400. L'unité de circuit de charge 100 comprend une première charge LD1 et une deuxième charge LD2 qui sont reliées en parallèle à une borne Vdd de source 20 d'alimentation. Ici, chacune des première et deuxième charges LD1 et LD2 peut être formée d'une résistance ou d'une bobine. L'unité d'amplification différentielle 200 comprend une première unité d'amplification 210 et une 25 deuxième unité d'amplification 220. La première unité d'amplification 210 est connectée à la première charge LD1 de l'unité de circuit de charge 100. La deuxième unité d'amplification 220 est connectée à la deuxième charge LD2 de l'unité de circuit de charge 100. La 30 deuxième unité d'amplification 220 et la première unité d'amplification 210 constituent un circuit d'amplification différentiel. L'unité d'amplification différentielle 200 amplifie de façon différentielle un signal d'entrée, fourni par le biais d'une borne d'entrée IN, et délivre en sortie un premier et un deuxième signal de sortie déphasés l'un par rapport à l'autre à travers une première borne de sortie OUT1 et une deuxième borne de sortie OUT2, respectivement. La source de courant 300 est connectée entre la masse et un noeud de connexion commun N1 des première et deuxième unités d'amplification 210 et 220, et maintient un courant constant circulant à travers l'unité d'amplification différentielle 200. Ici, la source de courant 300 peut être formée d'une bobine. L'unité d'amplification de compensation 400 amplifie le signal d'entrée, fourni par le biais de la borne d'entrée IN, et transmet le signal d'entrée amplifié à la deuxième unité d'amplification 220 pour rejeter le bruit de mode commun de l'unité d'amplification différentielle 200. En outre, la première unité d'amplification 210 comprend un premier transistor MOS M11 qui a un drain connecté à la première charge LD1 de l'unité de circuit de charge 100, une grille connectée à la borne d'entrée IN par le biais d'un condensateur C11, et une source reliée au noeud de connexion commun N1. La deuxième unité d'amplification 220 comprend un deuxième transistor MOS M12 qui a un drain connecté à la deuxième charge LD2 de l'unité de circuit de charge 100, une grille connectée à l'unité d'amplification de compensation 400 et une source reliée au noeud de connexion commun N1. En outre, l'unité d'amplification de compensation 400 comprend une troisième charge LD3 et un troisième transistor MOS M31. La troisième charge LD3 est connectée entre la borne Vdd de source d'alimentation et la grille du deuxième transistor MOS M12. Le troisième transistor MOS M31 a un drain connecté à la grille du deuxième transistor MOS M12, une grille connectée à la borne d'entrée IN via un condensateur C31 et une source connectée à la masse. Ici, la troisième charge LD3 peut être formée d'une résistance ou d'une bobine. La figure 3 illustre des formes d'onde de signaux principaux du circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif et le transformateur symétrique-dissymétrique actif de la figure 2. En référence à la figure 3, une forme d'onde d'entrée de la première unité d'amplification 210 et une forme d'onde d'entrée de la deuxième unité d'amplification 220 sont déphasées l'une par rapport à l'autre. Ici, l'unité d'amplification de compensation 400 selon ce mode de réalisation particulier amplifie la forme d'onde d'entrée de la première unité d'amplification 210 pour compenser la forme d'onde d'entrée de la deuxième unité d'amplification 220. Ci-après, le fonctionnement et l'effet de l'invention vont être décrits en détail en référence aux figures 2 et 3. En référence à la figure 2, le circuit de transformateur symétrique-dissymétrique actif selon ce mode de réalisation particulier comprend l'unité de circuit de charge 100, l'unité d'amplification différentielle 200, la source de courant 300 et l'unité d'amplification de compensation 400. L'unité de circuit de charge 100 comprend la première charge LD1 et la deuxième charge LD2 qui sont connectées en parallèle à la borne Vdd de source d'alimentation, et détermine le gain d'amplification de l'unité d'amplification différentielle 200. L'unité d'amplification différentielle 200 comprend la première unité d'amplification 210 connectée à la première charge LD1 de l'unité de circuit de charge 100 et la deuxième unité d'amplification 220 connectée à la deuxième charge LD2 de l'unité de circuit de charge 100. Les première et deuxième unités d'amplification 210 et 220 amplifient de manière différentielle un signal qui entre par la borne d'entrée IN. En d'autres termes, l'unité d'amplification différentielle 200 amplifie de manière différentielle le signal d'entrée, fourni par le biais de la borne d'entrée IN, et délivre en sortie les premier et deuxième signaux de sortie déphasés l'un par rapport à l'autre par le biais des première et deuxième bornes de sortie OUT1 et OUT2, respectivement. Ici, la source de courant 300 est connectée entre la masse et le noeud de connexion commun N1 des première et deuxième unités d'amplification 210 et 220, et maintient un courant constant circulant à travers l'unité d'amplification différentielle 200. En particulier, l'unité d'amplification de compensation 400 selon ce mode de réalisation amplifie le signal d'entrée, fourni par le biais de la borne d'entrée IN, et transmet le signal d'entrée amplifié à la deuxième unité d'amplification 220 pour compenser la forme d'onde d'entrée de la deuxième unité d'amplification 220. De cette façon, l'unité d'amplification de compensation 400 selon ce mode de réalisation rejette le bruit de mode commun de l'unité d'amplification différentielle 200. Spécifiquement, comme décrit plus haut, lorsque la première unité d'amplification 210 est formée du premier transistor MOS M11 et que la deuxième unité d'amplification 220 est formée du deuxième transistor MOS M12, les premier et deuxième transistors MOS M11 et M12 amplifient le signal d'entrée, fourni par le biais de la borne d'entrée IN, avec le gain déterminé par la charge de l'unité de circuit de charge 100, et délivrent en sortie les premier et deuxième signaux de sortie, qui sont des signaux différentiels, par les première et deuxième bornes de sortie OUT1 et OUT2, respectivement. Dans l'unité d'amplification différentielle 200, la résistance entre la masse et le noeud de connexion N1 des premier et deuxième transistors MOS M11 et M12 diminue graduellement avec la haute fréquence. Par conséquent, une connexion AC à la masse n'est pas totalement fournie à haute fréquence. Le signal qui est délivré en sortie à partir du drain du deuxième transistor MOS M12 a une amplitude plus petite que le signal qui est délivré en sortie à partir du drain du premier transistor MOS M11. Pour cette raison, afin d'améliorer la symétrie entre les premier et deuxième signaux de sortie, il faut compenser l'amplitude du signal qui est délivré en sortie sur la grille ou le drain du deuxième transistor MOS M12. Autrement dit, quand l'unité d'amplification de compensation 400 comprend le troisième transistor MOS M31, le troisième transistor MOS M31 amplifie le signal d'entrée, fourni par le biais de la borne d'entrée IN, et transmet le signal d'entrée amplifié à la grille du deuxième transistor MOS M12 pour ainsi compenser le signal qui entre par la grille du deuxième transistor MOS M12. En référence à la figure 3, la forme d'onde d'entrée de la première unité d'amplification 210 et la forme d'onde d'entrée de la deuxième unité d'amplification 220 sont déphasées l'une par rapport à l'autre. Ici, l'unité d'amplification de compensation 400 selon ce mode de réalisation amplifie la forme d'onde d'entrée de la première unité d'amplification 210, et compense la forme d'onde d'entrée de la deuxième unité d'amplification 220. De cette façon, la forme d'onde d'entrée de la première unité d'amplification 210 et la forme d'onde d'entrée de la deuxième unité d'amplification 220 sont déphasées l'une par rapport à l'autre et ont la même amplitude en même temps. En conséquence, la forme d'onde d'entrée de la première unité d'amplification 210 et la forme d'onde d'entrée de la deuxième unité d'amplification 220 deviennent des signaux différentiels qui sont symétriques l'un par rapport à l'autre. Comme exposé ci-dessus, selon le mode de réalisation particulier de l'invention, la symétrie entre deux signaux de sortie complémentaires peut être améliorée en rejetant le bruit de mode commun. Par conséquent, en comparaison avec un transformateur symétrique-dissymétrique utilisant une résistance à une borne source d'un transistor d'entrée et un transformateur symétrique-dissymétrique utilisant un transistor à grille commun, le circuit de transformateur symétrique-dissymétrique selon le mode de réalisation de l'invention améliore les caractéristiques de bruit. En outre, les caractéristiques de haute fréquence peuvent être améliorées en contrôlant l'amplitude d'un signal de sortie différentiel quand une fréquence d'exploitation augmente jusqu'à 1 GHz ou plus, de sorte que le signal de sortie différentiel ayant la même amplitude puisse être obtenu pendant l'opération de haute fréquence. Enfin, à cause d'un taux de réjection de mode commun (CMRR) élevé, le circuit de transformateur symétrique-dissymétrique selon le mode de réalisation a un rejet de bruit de mode commun excellent pour rejeter le bruit de mode commun qui apparaît à l'entrée et au niveau de la source d'alimentation. Bien que la présente invention ait été présentée et décrite en relation avec des modes de réalisation particuliers, il sera évident pour l'homme du métier que des modifications et des variations peuvent y être apportées sans s'écarter de l'esprit et de la portée de l'invention telle qu'elle est définie par les revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Circuit de transformateur symétrique- dissymétrique actif comprenant : une unité de circuit de charge comprenant une première charge et une deuxième charge connectées en parallèle à une borne de source d'alimentation ; une unité d'amplification différentielle comprenant une première unité d'amplification connectée à la première charge de l'unité de circuit de charge et une deuxième unité d'amplification connectée à la deuxième charge de l'unité de circuit de charge, et formant une unité d'amplification différentielle conjointement avec la première unité d'amplification, l'unité d'amplification différentielle amplifiant de manière différentielle un signal d'entrée fourni par le biais d'une borne d'entrée et délivrant en sortie des premier et deuxième signaux de sortie déphasés l'un par rapport à l'autre, sur la première et la deuxième borne de sortie, respectivement ; une source de courant connectée entre la masse et un noeud de connexion commun des première et deuxième unités d'amplification, et maintenant une quantité constante de courant circulant à travers l'unité d'amplification différentielle ; et une unité d'amplification de compensation amplifiant le signal d'entrée fourni par le biais de la borne d'entrée, transmettant le signal d'entrée amplifié à la deuxième unité d'amplification et rejetant le bruit de mode commun de l'unité d'amplification différentielle. 2. Circuit selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première unité d'amplification comprend un premier transistor MOS comprenant un drain connecté à la première charge de l'unité de circuit de charge, une grille connectée à la borne d'entrée par le biais d'un condensateur, et une source connectée au noeud de connexion commun, et la deuxième unité d'amplification comprend un deuxième transistor MOS comprenant un drain connecté à la deuxième charge de l'unité de circuit de charge, une grille connectée à l'unité d'amplification de compensation, et une source connectée au noeud de connexion commun. 3. Circuit selon la revendication 2, caractérisé 15 en ce que l'unité d'amplification de compensation comprend : une troisième charge connectée entre la borne de source d'alimentation et la grille du deuxième transistor MOS ; et 20 un troisième transistor MOS comprenant un drain connecté à la grille du deuxième transistor MOS, une grille connectée à la borne d'entrée par le biais d'un condensateur, et une source connectée à la masse.