Brevet FR3012273A1 — publié le 20150424

B12687 - 12-GR1-0324 1 RESEAU RESISTIF DOMAINE La présente demande concerne le domaine des réseaux résistifs, et aussi un réseau résistif d'un circuit amplificateur programmable. ARRIERE-PLAN Les amplificateurs ayant un gain progranàoble sont connus dans la technique. Par exemple, dans un circuit amplificateur constitué d'un amplificateur opérationnel à contre-réaction négative, le gain de l'amplificateur est fonction de la résistance du chemin de contre-réaction. On a déjà proposé d'utiliser un réseau résistif pour réaliser un diviseur de potentiel dans le chemin de contre-réaction d'un tel amplificateur, de sorte qu'en réglant le niveau de sortie du diviseur de potentiel, on peut programmer le gain de l'amplificateur. Cependant, un inconvénient des circuits à réseau résistif existants est que les performances sont mauvaises et/ou que les circuits sont complexes, ce qui conduit à un coût de fabrication relativement élevé et à une grande surface de silicium. On a donc besoin dans la technique d'un circuit à réseau résistif amélioré. B12687 - 12-GR1-0324 2 RESUME Un objet de modes de réalisation de la présente description est de résoudre au moins partiellement un ou plusieurs besoins de l'art antérieur. Selon un aspect, on prévoit un réseau résistif comprenant : au moins des première, deuxième et troisième résistances, couplées en série entre des première et deuxième tensions, un premier noeud de la première résistance étant couplé à la première tension et un premier noeud de la troisième résistance étant couplé à la deuxième tension ; un élément de sélection de tension ayant une première entrée couplée à un premier noeud de la deuxième résistance et une deuxième entrée couplée à un deuxième noeud de la deuxième résistance, l'élément de sélection de tension étant adapté à coupler sélectivement l'une des première et deuxième entrées à un noeud de sortie du réseau résistif ; et un premier commutateur couplé entre un deuxième noeud de la troisième résistance et la deuxième tension. Selon un mode de réalisation, la deuxième résistance a 20 la même résistance que la troisième résistance avec une tolérance de 5 pourcent. Selon un mode de réalisation, le réseau résistif comprend en outre : une quatrième résistance couplée en série avec les première, deuxième et troisième résistances et ayant un 25 premier noeud couplé à la deuxième résistance et un deuxième noeud couplé à la troisième résistance ; et un deuxième commutateur couplé entre le premier noeud de la quatrième résistance et la deuxième tension. Selon un mode de réalisation, le réseau résistif 30 comprend au moins une autre résistance couplée entre les deuxième et quatrième résistances. Selon un mode de réalisation, le réseau résistif comprend en outre un circuit de commande adapté à générer un ou plusieurs signaux de commande pour contrôler l'élément de 35 sélection de tension et le premier collumtateur. B12687 - 12-GR1-0324 3 Selon un mode de réalisation, l'élément de sélection de tension comprend un multiplexeur ayant une entrée de sélection recevant lesdits un ou plusieurs signaux de commande. Selon un mode de réalisation, le circuit de commande 5 est adapté à sélectionner l'un des niveaux suivants : un premier niveau de tension du réseau résistif en contrôlant l'élément de sélection de tension pour coupler le premier noeud de la deuxième résistance au noeud de sortie et activer le premier commutateur ; et un deuxième niveau de tension du réseau 10 résistif en contrôlant l'élément de sélection de tension pour coupler le deuxième noeud de la deuxième résistance au noeud de sortie et désactiver le premier commutateur. Selon un autre aspect, on prévoit un circuit intégré comprenant le réseau résistif susmentionné. 15 Selon un autre aspect, on prévoit un amplificateur à gain programmable comprenant le réseau résistif susmentionné un amplificateur différentiel ayant un noeud d'entrée positive couplé à premier d'entrée une tension d'entrée, un noeud de sortie fournissant le niveau de tension du réseau résistif, et un noeud 20 négative couplé au noeud de sortie du réseau résistif. Selon un autre aspect, on prévoit un procédé comprenant : sélectionner, par un circuit de commande, un niveau de tension d'un réseau résistif comportant au moins des première, deuxième et troisième résistances couplées en série entre des 25 première et deuxième tensions, un premier noeud de la première résistance étant couplé à la première tension et un premier noeud de la troisième résistance étant couplé à la deuxième tension, dans lequel le niveau de tension est sélectionné : en couplant sélectivement l'un des premier et deuxième noeuds de la 30 deuxième résistance à un noeud de sortie du réseau résistif ; et en activant sélectivement un premier commutateur couplé entre un deuxième noeud de la troisième résistance et la deuxième tension. Selon un mode de réalisation, la sélection du niveau 35 de tension comprend la sélection de l'un des niveaux suivants : B12687 - 12-GR1-0324 4 un premier niveau de tension en couplant le premier noeud de la deuxième résistance au noeud de sortie et en activant le premier commutateur ; et un deuxième niveau de tension en couplant le deuxième noeud de la deuxième résistance au noeud de sortie et en désactivant le premier commutateur. Selon un autre aspect, on prévoit un procédé pour programmer le gain d'un circuit amplificateur comprenant la sélection d'un niveau de tension d'un réseau résistif selon le procédé susmentionné. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS Les caractéristiques et avantages susmentionnés, et d'autres, apparaîtront clairement à la lecture de la description détaillée suivante de modes de réalisation, donnée à titre d'illustration et non de limitation, en référence aux dessins joints dans lesquels : la figure 1 illustre schématiquement un circuit amplificateur à contre-réaction négative selon un exemple d'application de modes de réalisation de la présente description ; la figure 2 illustre schématiquement un exemple de réseau résistif ; la figure 3 illustre schématiquement un réseau résistif selon un exemple de réalisation de la présente description ; la figure 4 illustre schématiquement un réseau résistif selon un autre exemple de réalisation de la présente description ; et la figure 5 illustre un dispositif électronique selon un exemple de réalisation de la présente description. DESCRIPTION DETAILLEE Bien que dans la description suivante on décrive une application d'un réseau résistif dans un circuit amplificateur programmable, il y a d'autres applications possibles pour le réseau résistif, conne la génération de tensions de référence, B12687 - 12-GR1-0324 la génération de tensions d'alimentation régulées, ou comme partie d'un convertisseur numérique-analogique (DAC). La figure 1 illustre schématiquement un circuit amplificateur programmable 100 selon un exemple de réalisation. 5 Le circuit 100 comprend un amplificateur différentiel 102, qui est par exemple un amplificateur opérationnel. L'amplificateur différentiel 102 a une entrée positive 104 couplée à une tension d'entrée qui doit être amplifiée. Dans un mode de réalisation, la' tension d'entrée est une tension de référence VREF, comme un niveau de tension d'alimentation, qui doit être ajustée, et le circuit amplificateur assure la fonction de régulateur de sortie. L'amplificateur différentiel 102 fournit, au niveau d'une sortie 106, une tension de sortie Vo. Un chemin de contre- 15' réaction est prévu entre la sortie 106 et une entrée négative 108 de l'amplificateur différentiel 102, le chemin de contre-réaction comprenant un diviseur de potentiel 110 qui divise la tension Vo pour fournir une tension de contre-réaction VFB. Le diviseur de potentiel a une résistance R1 entre la sortie 106 et 20 l'entrée négative 108 de l'amplificateur différentiel, et une résistance R2 entre l'entrée négative 108 de l'amplificateur différentiel et une tension de masse. Le gain du circuit amplificateur est donc : VO/VREF = 1 + (R1/R2) . 25 Le gain du circuit amplificateur peut être modifié en faisant varier le rapport entre les valeurs de résistance R1 et R2. La figure 2 illustre schématiquement un exemple de réseau résistif 200 qui pourrait être utilisé pour mettre en oeuvre le diviseur de potentiel 110 de la figure 1. Comme cela 30 est illustré, le réseau résistif 200 comprend sept résistances 201 à 207 couplées en série entre elles entre la sortie 106 de l'amplificateur différentiel 102 et la masse (GND). La résistance 201 est connectée à la sortie 106 et a une résistance RTop et la.résistance 207 est connectée à la masse et a une 35 résistance RB0T. Les cinq autres résistances intermédiaires 202 B12687 - 12-GR1-0324 6 à 206 ont chacune une résistance RsTEp. Chacun des six noeuds entre les résistances 201 à 207 fournit un niveau de tension correspondant VFB1 à VFB6. En sélectionnant l'une de ces tensions pour la fournir comme tension de contre-réaction VFB à l'entrée négative de l'amplificateur différentiel 102, un gain particulier de l'amplificateur peut être sélectionné. Par exemple, si le niveau de tension VFB6 entre les résistances 206 et 207 est sélectionné comme tension de contre-réaction VFB, le gain sera égal à 1+(RTop+5RsTEp)/RB0T. En variante, si le niveau de tension VFB5 entre les résistances 205 et 206 est sélectionné comme tension de contre-réaction VFB, le gain va être égal à 1+(RTop+4RsTEp/(RsTEp 1-RECT). Bien que le réseau résistif de la figure 2 fournisse une solution relativement simple pour faire varier les 15 résistances R1 et R2 du diviseur de potentiel, un inconvénient est que le pas de gain ne va pas être constant. En particulier, le pas de gain entre la sélection des tensions de contre-réaction VFBn et VFBn+1, pour n compris entre 1 et 5, va varier pour des valeurs différentes de n. Bien que cet inconvénient 20 puisse être surmonté en remplaçant les résistances 202 à 206 ayant une résistance RSTEP par des résistances ayant des valeurs de résistance choisies soigneusement qui sont différentes entre elles, cela conduirait à une grande variation des valeurs de résistance et ainsi à un tracé de circuit qui est loin d'être 25 optimal. La figure 3 illustre schématiquement un réseau résistif 300 selon un exemple de réalisation. Dans un mode de réalisation, le réseau résistif 300 met en oeuvre le diviseur de potentiel 110 du circuit amplificateur programmable 100 de la 30 figure 1, bien que d'autres applications soient possibles. Comme cela est illustré en figure 3, le réseau résistif 300 comprend un certain nombre de résistances couplées en série entre un niveau de tension d'entrée, par exemple la tension Vo sur le noeud 106 du circuit amplificateur de la 35 figure 1, et la masse. Dans l'exemple de la figure 3, quatre B12687 - 12-GR1-0324 7 résistances 301 à 304 sont illustrées couplées en série. En outre, le réseau résistif 300 comprend un élément de sélection de tension 310, pour sélectionner l'un de deux, ou plus, noeuds intermédiaires entre les résistances 301 à 303 pour être couplé à l'entrée négative 108 de l'amplificateur différentiel 102 de la figure 1. Dans l'exemple de la figure 3, l'élément de sélection de tension 310 est mis en oeuvre par un multiplexeur. La résistance 301 a une résistance RTop, et l'un de ses noeuds est couplé au noeud 106. Comme cela est représenté par une ligne en trait interrompu, optionnellement, ce noeud est aussi couplé à une entrée du multiplexeur 310. Les résistances 302 à 304, et toutes les résistances intermédiaires entre ces résistances, ont chacune la même valeur de résistance RSTEP, avec une tolérance de 5 pourcent. Par exemple, cela signifie que la résistance de la résistance 302 est comprise entre 95 % et 105 % de celle de la résistance 304. La résistance 302 a l'un de ses noeuds couplé à la résistance 301, et son autre noeud couplé à un autre noeud 305, optionnellement par l'intermédiaire d'une ou plusieurs résistances intermédiaires comme cela est repré- senté par une ligne en pointillés. Le noeud 305 est en outre couplé à un noeud 306 de la résistance 303, optionnellement par l'intermédiaire d'une ou plusieurs autres résistances intermédiaires comme cela est représenté par une autre ligne en pointillés. L'autre noeud 307 de la résistance 303 est couplé à un noeud 308 de la résistance 304, optionnellement par l'intermédiaire d'une ou plusieurs résistances intermédiaires représentées par encore une autre ligne en pointillés. Les niveaux de tension sur chacun des noeuds de la résistance 302 sont notés VFB1 et VFB2 respectivement, et chacun est couplé à une entrée correspondante du multiplexeur 310. Les niveaux de tension sur les noeuds 305 et 306 sont notés VFBM et VFBN respectivement, et sont aussi par exemple couplés à des entrées correspondantes du multiplexeur 310. Comme cela est représenté par des points entre les lignes d'entrée du multi- plexeur 310, dans le cas où il y a des résistances addition- B12687 - 12-GR1-0324 8 nelles entre les résistances 302 et 303, le multiplexeur 310 peut comprendre d'autres entrées couplées aux noeuds intermédiaires correspondants entre ces résistances additionnelles. Le réseau résistif 300 comprend en outre un bloc de commutateurs 312 pour coupler sélectivement un ou plusieurs des noeuds intermédiaires entre les résistances 302 à 304 à la tension de masse. Par exemple, le bloc de commutateurs 312 comprend un commutateur 314 couplé entre le noeud 308 et la masse. Optionnellement, le bloc de commutateurs 312 comprend en outre un commutateur 315 couplé entre le noeud 307 et la masse, un commutateur 316 couplé entre le noeud 306 et la masse, et/ou un commutateur 317 couplé entre le noeud 305 et la masse. Comme cela est représenté par des points entre les commutateurs 314 et 315, et entre les commutateurs 316 à 317, un ou plusieurs autres commutateurs peuvent être prévus dans le cas où il y a des résistances additionnelles entre les résistances 302 et 304. Ainsi les noeuds intermédiaires entre la résistance 301 et le noeud 305, et le noeud 305 lui-même, fournissent des niveaux de tension VFB1 à VFBM, qui sont couplés à des entrées correspondantes du multiplexeur 310. En outre, le noeud 306 et tous les autres noeuds intermédiaires entre le noeud 306 et la résistance 304 sont couplés par un commutateur correspondant du bloc de commutateurs 312 à la masse. Les noeuds 305 et 306, et tous les noeuds intermédiaires, correspondent à des noeuds en chevauchement qui sont par exemple couplés à la fois à une entrée correspondante du multiplexeur 310 et à un commutateur correspondant du bloc de commutateurs 312. Le réseau résistif 300 comprend en outre un bloc de commande 320 pour générer un ou plusieurs signaux de commande SELA pour contrôler l'élément de sélection de tension 310, et un ou plusieurs signaux de'commande SELB pour contrôler le bloc de commutateurs 312. Le bloc de commande 320 génère par exemple les signaux de commande SELA et SELB sur la base d'un signal d'entrée G indiquant un niveau souhaité du signal de sortie. Par exemple, dans le cas où le réseau résistif 300 est utilisé comme B12687 - 12-GR1-0324 9 diviseur de potentiel 110 du circuit amplificateur 100 de la figure 1, le signal G indique un gain à appliquer par le circuit. Il y a de nombreuses combinaisons différentes possibles des signaux de sélection SELA et SELB avec pour résultat une grande plage de niveaux de tension sur la sortie. Cependant, les signaux de sélection SELA et SELB sont par exemple générés de telle sorte que la résistance R2 entre le niveau de tension sélectionné VFBn et la masse reste constante. Par exemple, le signal de contre-réaction le plus faible VFB est par exemple sélectionné par le multiplexeur 310 comme étant le niveau de tension VFBN sur le noeud 306, et dans ce cas, tous les commutateurs 314 à 317 sont désactivés, de sorte que la résistance R2 est égale à la somme des résistances 303 et 304, et de toutes les résistances intermédiaires. Ce niveau de résistance est par exemple maintenu lorsque l'un quelconque des autres niveaux de tension VFB1 à VFB(N-1) est sélectionné, en contrôlant l'un des commutateurs du bloc de commutateurs 312 pour court-circuiter un nombre approprié des résistances les plus proches de la masse. Par exemple, si on appelle les commutateurs 314 à 317 1 à K, lorsque le niveau de tension VFB(N-1) est sélectionné, le commutateur 1 est activé, lorsque le niveau de tension VFB(N-2) est sélectionné, le commutateur 2 est activé, etc. Bien que le réseau résistif 300 soit représenté comme comprenant un minimum de quatre résistances, dans sa forme la plus simple, deux niveaux de gain pourraient être obtenus en utilisant seulement les trois résistances 301, 302 et 304. Dans un tel cas, le multiplexeur 310 comprendrait seulement deux entrées couplées aux niveaux de tension VFB1 et VFB2, et le bloc de commutateurs 312 comprendrait un seul commutateur 314. La connexion optionnelle du noeud 106 à une entrée du multiplexeur 310, comme cela est représenté en figure 3 par une ligne en traits interrompus, permet par exemple de sélectionner 35 un gain unité pour le circuit amplificateur. B12687 - 12-GR1-0324 10 La figure 4 illustre schématiquement un réseau résistif 400 selon un exemple de réalisation particUlier dans le cas où il y a huit résistances 401 à 408 couplées entre le niveau de tension d'entrée VO et la masse. -Les noeuds intermédiaires entre les résistances 401 et 405 fournissent des niveaux de tension VFB1 à VFB4 respectivement, et sant couplés à des entrées correspondantes d'un multiplexeur à quatre entrées 410. Un bloc de commutateurs 412 comprend trois commutateurs 413 à 415 respectivement couplés entre les noeuds intermédiaires entre les résistances 408 à 405 et la masse. Dans le mode de réalisation de la figure 4, il n'y a pas de chevauchement entre les noeuds couplés au multiplexeur 410 et les noeuds connectés aux commutateurs du bloc de commutateurs 412. Dans un tel cas, la résistance séparant les deux groupes de résistances, qui est la résistance 405 en figure 4, a une résistance RBOT qui est par exemple différente de la résistance RSTEP des autres résistances 402 à 404 et 406 à 408. Dans l'exemple de la figure 4, le multiplexeur 410 est par exemple contrôlé par un signal de sélection à quatre bits SEL[3..0], dans lequel le code "1000" sélectionne le niveau de tension VFB1, le code "0100" sélectionne le niveau de tension VFB2, le code "0010" sélectionne le niveau de tension VFB3, et le code "0001" sélectionne le niveau de tension VFB4. Le bloc de commutateurs 412 est par exemple contrôlé par un signal à trois bits SEL[3..1] composé des trois bits les plus significatifs des signaux SEL[3..0], dans lesquels le code '4100.'" active le commutateur 415, le code "010" active le commutateur 414, et le code "001" active le commutateur 413, et le code "000" n'active aucun des commutateurs 413 à 415. Ainsi, il y a guatre niveaux '30 de gain qui peuvent être sélectionnés par le signal de sélection, et pour chaque niveau de gain la résistance R2 entre le noeud 108 et la masse est égale à RB0TA.RsTEe. La figure 5 illustre un dispositif électronique_ 500, qui est par exemple un circuit intégré, dans lequel une source 35 d'alimentation (PS), comme une batterie, fournit un niveau de B12687 - 12-GR1-0324 11 tension d'alimentation Vs à un régulateur de sortie (OR), qui à son tour fournit un niveau de tension de sortie Vo. Le régulateur de sortie est par exemple mis en oeuvre par le circuit amplificateur programmable 100 de la figure 1, et 5 comprend le réseau résistif 300 de la figure 3, contrôlé par un signal G. Le signal de conntande G est par exemple un signal d'erreur généré en comparant le niveau de tension de sortie Vo du régulateur de sortie à un niveau de référence. Le niveau de tension de sortie Vo est par exemple utilisé pour alimenter un 10 ou plusieurs blocs de circuits C du dispositif électronique. Un avantage des modes de réalisation décrits ici est que le niveau de sortie d'un diviseur de potentiel peut être programmé de façon simple, avec des pas sensiblement égaux entre chaque niveau, tout en permettant l'utilisation de résistances 15 ayant sensiblement la même résistance. En outre, étant donné que chacun des commutateurs du bloc de commutateurs est couplé au même niveau d'alimentation, par exemple la masse, très peu de bruit est introduit lors de la sélection des différents niveaux de tension. 20 Bien qu'on ait décrit ici un certain nombre de modes de réalisation spécifiques, il sera clair pour l'homme de l'art qu'on pourrait appliquer de nombreuses variantes et modifications. Par exemple, il sera clair pour l'homme de l'art que 25 la tension de masse pourrait être remplacée par un niveau de tension différent de 0 V, qui pourrait être négatif ou positif. REVENDICATIONS1. Réseau résistif comprenant-1 au moins des première, deuxième et troisième résistances (301, 302, 304), couplées en série entre des première et deuxième tensions (Vo, GND), un premier noeud de la première résistance étant couplé à la première tension et un premier noeud de la troisième résistance étant couplé à la deuxième tension (GND) ; un élément de sélection de tension (310) ayant une première entrée couplée à un premier noeud de la deuxième résistance et une deuxième entrée couplée à un deuxième noeud de la deuxième résistance, l'élément de sélection de tension étant adapté à coupler sélectivement l'une des première et deuxième entrées à un noeud de sortie (108) du réseau résistif ; et un premier commutateur (314) couplé entre un deuxième 15 noeud de la troisième résistance et la deuxième tension (GND). 2. Réseau résistif selon la revendication 1, dans lequel la deuxième résistance a la même résistance que la troisième résistance avec une tolérance de 5 pourcent. 3. Réseau résistif selon la revendication 1 ou 2, 20 comprenant en outre : une quatrième résistance (303) couplée en série avec les première, deuxième et troisième résistances et ayant un premier noeud couplé à la deuxième résistance et -un deuxième noeud couplé à la troisième résj_stance ; et 25 un deuxième commutateur (316) couplé entre le premier noeud de la quatrième résistance et la deuxième tension (GND). 4. Réseau résistif selon la revendication 3, comprenant au moins une autre résistance couplée entre les deuxième et quatrième résistances. 30 5. Réseau résistif selon l'une quelconque des revendi-, cations 1 à 4, comprenant en outre un circuit de commande (320) adapté à générer un ou plusieurs signaux de commande (,-SEL) pour contrôler l'élément de sélection de tension et le premier commutateur.B12687 - 12-GR1-0324 13 6. Réseau résistif selon la revendication 5, dans lequel l'élément de sélection de tension comprend un multiplexeur (310) ayant une entrée de sélection recevant lesdits un ou plusieurs signaux de commande. 7. Réseau résistif selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le circuit de niveaux suivants : un premier contrôlant l'élément 10 premier noeud de la un deuxième contrôlant l'élément deuxième noeud de la 15 désactiver le premier 8. Circuit commande est adapté à sélectionner l'un des niveau de tension du réseau résistif en de sélection de tension pour coupler le deuxième résistance au noeud de sortie et niveau de tension du réseau résistif en de sélection de tension pour coupler le deuxième résistance au noeud de sortie et commutateur. intégré comprenant le réseau résistif de activer le premier commutateur ; et l'une quelconque des revendications 1 à 7. 9. Amplificateur à gain programmable comprenant : le réseau résistif de l'une quelconque des revendi- 20 cations 1 à 7 ; un amplificateur différentiel (102) ayant un noeud d'entrée positive couplé à une tension d'entrée (V s-REF), un noeud de sortie (106) fournissant le premier niveau de tension du réseau résistif, et un noeud d'entrée négative (108) couplé au 25 noeud de sortie du réseau résistif. 10. Procédé comprenant sélectionner, par un circuit de commande (320), un niveau de tension d'un réseau résistif comportant au moins des première, deuxième et troisième résistances (301, 302, 304) 30 couplées en série .entre des première et deuxième tensions (VD, GND), un premier noeud de la première résistance étant couplé à la première tension et un premier noeud de la troisième résistance étant couplé à la deuxième tension (GND), dans lequel le niveau de tension est sélectionné :B12687 - 12-GR1-0324 14 en couplant sélectivement l'un des premier et deuxième noeuds de la deuxième résistance à un noeud de sortie (108) du réseau résistif ; et en activant sélectivement un premier commutateur (314) 5 couplé entre un deuxième noeud de la troisième résistance et la deuxième tension (GND). 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la sélection du niveau de tension comprend la sélection de l'un des niveaux suivants : 10 un premier niveau de tension en couplant le premier noeud de la deuxième résistance au noeud de sortie et en activant le premier commutateur ; et un deuxième niveau de tension en couplant le deuxième noeud de la deuxième résistance au noeud de sortie et en 15 désactivant le premier commutateur. 12. Procédé pour programmer le gain d'un circuit amplificateur comprenant la sélection d'un niveau de tension d'un réseau résistif selon le procédé de la revendication 10 ou 11.