CA1131320A - Circuit a commande automatique de gain - Google Patents
Circuit a commande automatique de gainInfo
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- CA1131320A CA1131320A CA326,163A CA326163A CA1131320A CA 1131320 A CA1131320 A CA 1131320A CA 326163 A CA326163 A CA 326163A CA 1131320 A CA1131320 A CA 1131320A
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- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03G—CONTROL OF AMPLIFICATION
- H03G3/00—Gain control in amplifiers or frequency changers
- H03G3/20—Automatic control
- H03G3/30—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices
- H03G3/3005—Automatic control in amplifiers having semiconductor devices in amplifiers suitable for low-frequencies, e.g. audio amplifiers
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Abstract
L'invention porte sur un circuit à commande automatique de gain pour la restitution d'un signal d'entrée dont le niveau variable est à réguler dans toute sa bande de fréquence, en particulier pour la restitution de ce signal d'entrée à niveau constant. On utilise dans une boucle de commande de gain, n déphaseurs, chacun de déphasage à la limite inférieure de la bande de fréquence du signal d'entrée, montés en cascade sur la sortie du circuit et un circuit de redressement et de sommation des signaux de sortie du circuit et de chacun des déphaseurs pour élaborer un signal unidirectionnel qui filtre par une cellule à faible constante de temps constitue le signal de commande de gain. Ce circuit est utilisable dans un modulateur-démodula-teur pour la transmission de données, notamment signaux de facsimilé sur ligne téléphonique.
Description
~LiL3~ 3 ~ La présente invention porte sur un circuit à commande automatique de gain.
Dans un circuit amplificateur à gain variable, la commande automatique de gain est obtenue au moyen d'une boucle de commande de gain destinée à
créer, à partir d'un signal de sortie du circuit amplificateur à gain variable, une tension continue de commande proportionnelle au niveau du signal d'entrée.
C'est cette tension continue de commande qui vient ajuster le gain du circuit ampli~icateur à gain variable de manière à réguler le signal de sortie.
La présente invention a pour but, en particulier, de réguler un signal de niveau variable de 0 à -45 dB et dont le spectre de fréquence couvre la 8amme 600-3000 Hz de manière a le restituer à un niveau constant, U dB, quel que soit son niveau d'entrée et avec le minimum de distorsion dans toute sa bande de fréquence.
Un tel circuit à commande automatique de gain est utilisable dans un circuit modulateur-démodulateur pour la transmission de données sur 11gne téléphonique, notamment signaux de fac-similé, il assure l'attaque d~un convertisseur analogique-numérique qui pour un bon ~onctionnement doit avoir à son entrée un signal de niveau constant.
La présente invention a donc pour objet un circuit à commande automatique ~0 de gain comportant un circuit ampli~icateur à gain variable pour la restitution d!un signal d'entrée dont le niveau variable est à réguler dans toute la bande de fréquence de ce signal d'entrée et une boucle de commande de gain qui à partir des variations d'amplitude du si~nal de sortie du circuit ampli ~icateur à gain variable crée un signal continu de commande de gain caractérisé
25 en ce que ladite boucle de commande de ~ain c02porte n déphaseurs, chacun apportant un déphasage défini à basse ~réquence de la bande de fréquence du signal d'entrée au signal de sortie dudit ampli~icateur à gain variable, et un circuit de redressement et de sommation relié aux sorties dudit circuit amplificateur à gain variable et de chacun desdits n déphaseurs qui délivre 30 ledit signal de commande de gain.
Avantageusement, selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit à commande automatique de gain utilise, dans sa boucle de commande, deux déphaseurs, de 2Ir à la limite in~érieure de la bande de fréquence du signal d'entrée, montés en cascade tandis que les moyens de redressement 35 et de sommation inversent les alternances de l'une des polarités et délivrentun signal unidirectionnel qui présente une ~réquence d'ondulation résiduelle rendue supérieure à la limite supérieure de la bande de ~réquence du signal d'entrée et qui est alors filtré par une cellule de filtrage à faible constante -- de temps.
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' ~ ~ ,': ''':' .
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:: . : i : ~ :
~3~3Z~
D'autres caraotéristiques et les avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description faite ci-après en regard du dessin ci-annexé dans lequel :
- la figure 1 est un schéma synoptique du circuit à commande automatique de gain selon l'invention, - la figure 2 est un schéma électrique correspondant au circuit selon la figure 1, pour la régulation du signal de sortie à un niveau constant.
Dans la fi~ure 1, on a illustré sous forme de schéma-blocs le circuit à commande automatique de gain selon l'invention. On a désigné par E l'entrée de ce circuit et par S sa sortie. Les signaux d'entrée sont appliqués à
un premier circuit amplificateur 1, de gain défini. Ce premier circuit ampli-ficateur 1 est suivi d'un deuxième circuit amplificateur 2, à gain variable, sur la sortie duquel sont délivrés les signaux de sortie que l'on désire ici à ni.veau constant quel que soit le niveau d'entrée de ce deuxième circuit ampliIicateur.
La sortie du deuxième circuit amplificateur est reliée à une boucle : de commande assurant la régulation de niveau du signal de sortie. Cette boucle de commande comporte des déphaseurs, ici deux déphaseurs, 3 et 4, apportant un dépha~age donné à la limite inférieure de la bande du signal à
20 l'entrée E. Ces deux déphaseurs sont ici identiques, de 23 à 600 Hz, et : pour un signal à l'entrée E compris dans la bande 600-3000 Hz, et ils sont: montés en cascade. Un circuit redresseur et sommateur 5, a ses entrées reliées respectivement à la sortie du deuxième circuit amplificateur et ; à la sortie de chacun des déphaseurs, il délivre sur deux sorties le signal25 somme des alternances positives et le signal somme des alternances négative.
des ~ignaux qu'il reçoit. Un inverseur 6 est monté sur l'une des sorties du circuit redresseur et sommateur 5, sa sortie et l~autre sortie du circuit redresseur et sommateur 5 sont reliées dans un circuit sommateur 7 pour obtenir un signal unidirectionnel de sortie.
Ce signal unidirectionnel est ~iltré et ampli~ia dans un circuit de sortie 8 de la boucle de commande qui délivre une tension continue, proportion~
nelle au niveau du signal d'entrée en E, assurant la commande du gain du deuxième circuit a~plificateur 2 pour permettre la régulation de son signal de sortie, en S.
Par cette boucle de commande, on détecte les variations d'amplitude du signal à la sortie S du circuit et on les convertit en signal continu ~ariable pour ajuster le gain du circuit ampli~icateur à gain variable et ainsi dono obtenir la régulation souhaitée.
L'utilisation de ces déphaseurs et deq moyen~ de sommation du signal . ' ~ ' - "', 1~3~3~
~n S et des divers signaux déphasés,pour l'élaboration de ce signal unidirec-tionnel, rend faible l'ondulation résiduelle de ce dernier signal et rend la fréquence de l'ondulation résiduelle supérieure à celle du signal en S, sans qu'il y ait pour autant modification d'amplitude, et permet alors l'utilisation d'une cellule de filtrage à faible constante de temps pour obtenir ce signal continu variable de commande de gain. On aboutit à un circuit à temps de réponse bref, de l'ordre de 2 ms.
On pourrait bien entendu utiliser un nombre quelconque n de déphaseurs.
Dans le cas où ils sont montés en cascade, ils apportent chacun un déphasage de 2 ~ à la fré~uence limite inférieure de la bande de fréquence du signal d'entrée, le déphasage apporté par chaque déphaseur diminuant alors pour les valeurs croissantes de la fréquence du signal d'entrée.
Dans la figure 2, on a illustré le schéma électrique d'un circuit à commande automatique de gain selon l'invention qui reçoit en entrée E
un signal de niveau variable entre O et -45 dB dans la bande de fréquence 600-3000 Hz et restitue un signal de sortie à niveau constant, O dB. On a ~ait apparaître dans ce schéma électrique les références des divers circuits rentrant dans la Pigure 1.
Le premier ~ircuit amplificateur 1 recevant le signal à l'entrée E
est constitué par un amplificateur opérationnel 11, non inverseur, de gain égal à 8. Son entrée ~ est reliée à l'entrée E et est reliée à la masse à travers une résistance 12. Son entrée - est reliée à la masse à travers une résistance 13, tandis qu'une résistance 14 ISt montée entre sa sortie et cette entrée -.Il assure un ~ort niveau d'attaque du deuxième circuit ampli~icateur à gain variable 2.
Ce deuxième circuit amplificateur à gain variable 2 est constitué
par un circuit atténuateur 21 suivi d'un amplificateur opérationnel 22, de gain fixe egal à 100. Le circuit atténuateur est ~ormé par une résistance 23,montée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel 11 et l'entrée +
de l'amplificateur opérationnel 22, et par un transistor à ef~et de champ 24 dont la grille reçoit le ~ignal de commande et dont les deux autres électrodes sont montées entre l'entrée + de l'amplificateur opérationnel 22 et la masse.
L'entrée - de cet amplificateur opérationnel 22 est reliée à la masse à travers une résistance 25 tandis qu'une résistance 26 est montée entre sa sortie et son entrée -. Le transistor à effet de champ fonctionne comme une résistance variable en fonction de la grandeur du signal de commande qu'il reçoit. L'amplificateur opérationnel 22 ampli~ie le signal atténué
pour restituer sur sa sortie, qui est la sortie S du circuit, le signal d'entrée rendu à niveau constant, ici O dB. Un ensemble de diodes de protection 27, , . . ~
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~ . .
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~L~L3~
~ormant deux branches montées en opposition, relie la sortie de l'ampli~icateur opérationnel 22 à la masse.
Pour détecter les variations d'amplitude du signal à la sortie S et élaborer le signal continu de commande appliqué à la base du transistor à e~et de champ 24, les deux déphaseurs 3 et 4, de 3Ir à 600 Hz, sont montés en cascade sur la sortie de l'amplificateur opérationnel 22. Le déphaseur3 comporte deux transistors 30 et 31. Le transistor 30, de type NPN, a sa base reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 22, son collecteur est relié à une source de polarisation indiquée ~V, ici + 12 volts, par une résistance 32, son émetteur est relié par une résistance 33 à un circuit donnant une tension de référence ici voisine de -5 volts, réalisé par une résistance 90 reliée à une source de tension -V, ici -12 volts et une diode Zener 91 reliée à la masse.
Une résistance 3ll reliée à l'émetteur du transistor 30 et un condensateur 35 relié au collecteur de ce transistor sont connectés entre eux et sur la base du transistor 31 et couplent le transistor 30 au transistor 31. Ce transistor 31, de type PNP, est polarisé par la source +V reliée à son émetteur par une résistance 36 et par le circuit de tension de référence 90-91 relié à son collecteur. La sortie du déphaseur 3 est ~ormée sur l'émetteur du transistor 31.
Le déphaseur 4 est identique au déphaseur 3 et comporte deux transistors 40 et 41. Le transistor 40 de type NPN est attaqué sur sa base par le signal délivré par le déphaseur 3, il est polarisé par la source ~V reliée à son collecteur par une résistance 42 et par le circuit de tension de référence 90-91 relié à son émetteur par une résistance 43. Une résistance 44 et un condensateur 45 sont montés entre son émetteur et son collecteur et sont connectés à la base du transis~or 41 de type PNP. Ce transistor 41 est polarisé
par la source +V reliée à son émetteur par une résistance 4~ et par le circuit de tension de référence 90-91 relié à son collecteur. La sortie du déphaseur 4 est ~ormée sur l'émetteur du transistor 41.
Les signaux à la sortie S et à la sortie de chaoun des déphaseurs 3 et 4 sont additionnés dans le circuit de redressement et de sommation 5.
Ce circuit 5 est divisé en deux étages 5' et 5" assurant, à partir des trois signaUx reQus 1'un la sélection des alternances d'une polarité et leur addition,l'autre la sélection des alternances de l'autre polarité et leur addition.
L'étage 5' comporte trois transistors NPN 50, 51 et 52 recevant les trois signaux appliqués sur les bases respectives. Les collecteurs de ces trois transistors sont polarisés identiquement par la source ~V reliée à chaque collecteur à travers une résistancs ré~érencée 150, 151 ou 152, selon le transistor concerna. Les émetteurs de ces trois transistors sont reliés ' ~ ~
3;2~ .
~n commun d'une part à l'émetteur d7un transistor 53, de type NPN, monté
en diode et dont la base est mise à la masse et d'autre part à une résistance 153 elle-même reliée à la source -V. Les trois transistors 50, 51, 52 commandent un transistor de sortie 54, de type PNP : les émetteurs de ces trois transis-tors sont reliés en commun à la base du transistor 54. Ce transistor 54a son collecteur relié au c~rcuit de tension de référence 90-91 et son émetteur relié à la source +V à travers une résistance 154. Dans cet étage 5', le transistor 53 fixe la tension émetteur de chacun des transistors 50, 51 et 52 à une valeur voisine de - 0,7 V qui provoque le blocage de chacun de ces transistors pour les alternances négatives des trois signaux reçus sur leurs bases respectives, ce transistor 53 permet donc un redressement sans seuil de chacun des signaux reçus par l'étage 5'. Les alternances positivesalors seules sélectionnées par les transistors 50 à 52 sont additionnées dans le transistor 54 qui délivre sur la sortie de l'étage formé sur son émetteur un signal somme des alternances positives des signaux reçus.
L'étage 5" est analogue à l'étage 5' : il sélectionne et additionne les alternances négatives des trois signaux reçus. Il comporte à cet effet trois transistors PNP 55, 56 et 57 recevant sur leurs bases respectives les trois signaux~précédents appliqués à l'étage 5'. Le collecteur de chacun de ces transistors est relié à travers une résistance, référencée par 155, 156 et 157 selon le transistor considéré, au circuit de tension de référen-oe 90-91. Les émetteurs de ces trois trànsistors sont reliés en commun et oonnectés d'une part à ia base d'un transistor 58 de type NPN monté en diode et dont l'émetteur est relié à la masse et d'autre part à la souroe ~V
à travers une résistance 158. Ces émètteurs sont aussi connectés à la base d'un transistor ~^ sortie 59, de type NPN dont le colleoteur est relié à
la source +V et l'émetteur au circuit de tension de référence 90-91 à travers une résistance 159~ Dans cet étage le transistor 58 fixe la tension émetteur de chacun des transistors 55, 56 et 57 et les bloque pour les alternanoes positives du signal appliqué sur la base de chacun d'eux : il permet donc un redressement sans seuil des signaux reçus par 1'étage qui ne sélectionne donc que les alternances négatives. Le transistor 59 permet de délivrer sur la sortie de l'étage, formée sur son émetteur, le signal somme des alternances négatives.
Dans ces deux étages 5' et 5" les transistors 54 et 59 ramènent les slgnaux de sortie par rapport à la même référence masse.
Le signal somme des alternances positives recueilli sur l'émetteur du transistor 54, ou sortie de l'étage 5', est appliqué à l'inverseur 6 constitué par un ampllficateur opérationnel 61 recevant ce signal somme .
: ' ' : . :i ~3~ ~92 ~
sur son entrée - à travers une première résistance 621 son entrée + étant reliée par une résistance 63 à la masse) et ayant sa sortie rebouclée sur son entrée - à travers une résistance 64. Le signal somme des alternances positives, inversé à la sortie de l'amplificateur 61 est appliqué à travers une résistance 71 à l'entrée - d'un ampli~icateur opérationnel 70 recevant sur cette meme entrée - à travers une autre résistance 72 le signal somme des alternances négatives recueilli sur l'émetteur du transistor 59, ou sortie de l'étage 5". Cet ampli~icateur opérationnel 70 a son entrée + reliée à la masse à travers ure résistance 73 et sa sortie rebouclée sur son entrée -à travers une résistance 74. Cet ampli~icateur opérationnel 70 réalise doncla somme des deux signau~ reçus sur son entrée - avec une nouvelle inversion :
il délivre sur sa sortie un signal unidirectionnel de polarité positive.
Dans le circuit de sortie 8, le signal unidirectionnel est appliqué à une cellule de filtrage 80, à résistance 81 montée sur la sortie de l'amplificateur opérationnel 70 et à condensateur ~2 relié à la masse ; cette cellule de filtrage est à constante de temps trè~ faible, in~érieure à 2 ms. Le signal continu délivré par cette cellule de filtrage est appliqué à l'entrée +
d'un amplificateur opérationnel 83, à travers ~me résistance 84. Cet amplifi-cateur 83 a son entrée - reliée à travers une résistance 85 à un circuit de référence de tensionJ ici voisine de ~ 5 volts, constitué par une résistan-ce 86 reliée à la source + V et une diode Zener 87 reliée à la masse. La sortie de cet amplificateur opérationnel 83 est rebouclée sur son entrée -à traver~ une résistance ~8 ajustable, ceci de manière à obtenir un niveau de sortie du signal à O dB. C'est cette tension continue délivrée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 83, proportionnelle au niveau du signal d'entrée en E qui est appliquée à la grille du transistor à effet de champ 2'~
pour sa commande en résistance variable avec le niveau du signal d'entrée.
Ce montage permet d'atténuer correctemert le signal issu de E et amplifié
dans le circuit 1, en fonction de sa grandeur, de manière à le restituer 3 en un temps très bre~, environ 2 ms sur la sortie S à O dB quel que soit son niveau d'entrée, pouvant varier de O à - 45 dB, et pour toute la gamme de fréquence de ce signal d'entrée, ici de 600 à 3000 HZ, avec le minimum de distorsion.
La présente invention a été décrite en re~ard d'un exemple de réalisation illustré dans le dessin et donné à titre d'exemple. Il est évident que l'on peut y apporter des modifications de détail et/ou remplacer certains moyens par d'autres moyens équivalents, en particulier selon la régulation souhaitée, ou la technologie utilisée sans pour autant sortir du cadre de cette invention.
On peut en particulier, dans le circuit atténuateur 219 remplacer le dispositif atténuateur constitué par la résistance 23 et le transistor à effet de champ 24 ~L~3~L3Z~
~ar un montage atténuateur à division de courant tel que décrit dans l'article "Vary gain electronically" de la revue "Electronic design" vol. l9 n 11 du 27 Mai 1971 pp 78-81, ou un dispositif équivalent.
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Dans un circuit amplificateur à gain variable, la commande automatique de gain est obtenue au moyen d'une boucle de commande de gain destinée à
créer, à partir d'un signal de sortie du circuit amplificateur à gain variable, une tension continue de commande proportionnelle au niveau du signal d'entrée.
C'est cette tension continue de commande qui vient ajuster le gain du circuit ampli~icateur à gain variable de manière à réguler le signal de sortie.
La présente invention a pour but, en particulier, de réguler un signal de niveau variable de 0 à -45 dB et dont le spectre de fréquence couvre la 8amme 600-3000 Hz de manière a le restituer à un niveau constant, U dB, quel que soit son niveau d'entrée et avec le minimum de distorsion dans toute sa bande de fréquence.
Un tel circuit à commande automatique de gain est utilisable dans un circuit modulateur-démodulateur pour la transmission de données sur 11gne téléphonique, notamment signaux de fac-similé, il assure l'attaque d~un convertisseur analogique-numérique qui pour un bon ~onctionnement doit avoir à son entrée un signal de niveau constant.
La présente invention a donc pour objet un circuit à commande automatique ~0 de gain comportant un circuit ampli~icateur à gain variable pour la restitution d!un signal d'entrée dont le niveau variable est à réguler dans toute la bande de fréquence de ce signal d'entrée et une boucle de commande de gain qui à partir des variations d'amplitude du si~nal de sortie du circuit ampli ~icateur à gain variable crée un signal continu de commande de gain caractérisé
25 en ce que ladite boucle de commande de ~ain c02porte n déphaseurs, chacun apportant un déphasage défini à basse ~réquence de la bande de fréquence du signal d'entrée au signal de sortie dudit ampli~icateur à gain variable, et un circuit de redressement et de sommation relié aux sorties dudit circuit amplificateur à gain variable et de chacun desdits n déphaseurs qui délivre 30 ledit signal de commande de gain.
Avantageusement, selon une autre caractéristique de l'invention, le circuit à commande automatique de gain utilise, dans sa boucle de commande, deux déphaseurs, de 2Ir à la limite in~érieure de la bande de fréquence du signal d'entrée, montés en cascade tandis que les moyens de redressement 35 et de sommation inversent les alternances de l'une des polarités et délivrentun signal unidirectionnel qui présente une ~réquence d'ondulation résiduelle rendue supérieure à la limite supérieure de la bande de ~réquence du signal d'entrée et qui est alors filtré par une cellule de filtrage à faible constante -- de temps.
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D'autres caraotéristiques et les avantages de la présente invention apparaîtront au cours de la description faite ci-après en regard du dessin ci-annexé dans lequel :
- la figure 1 est un schéma synoptique du circuit à commande automatique de gain selon l'invention, - la figure 2 est un schéma électrique correspondant au circuit selon la figure 1, pour la régulation du signal de sortie à un niveau constant.
Dans la fi~ure 1, on a illustré sous forme de schéma-blocs le circuit à commande automatique de gain selon l'invention. On a désigné par E l'entrée de ce circuit et par S sa sortie. Les signaux d'entrée sont appliqués à
un premier circuit amplificateur 1, de gain défini. Ce premier circuit ampli-ficateur 1 est suivi d'un deuxième circuit amplificateur 2, à gain variable, sur la sortie duquel sont délivrés les signaux de sortie que l'on désire ici à ni.veau constant quel que soit le niveau d'entrée de ce deuxième circuit ampliIicateur.
La sortie du deuxième circuit amplificateur est reliée à une boucle : de commande assurant la régulation de niveau du signal de sortie. Cette boucle de commande comporte des déphaseurs, ici deux déphaseurs, 3 et 4, apportant un dépha~age donné à la limite inférieure de la bande du signal à
20 l'entrée E. Ces deux déphaseurs sont ici identiques, de 23 à 600 Hz, et : pour un signal à l'entrée E compris dans la bande 600-3000 Hz, et ils sont: montés en cascade. Un circuit redresseur et sommateur 5, a ses entrées reliées respectivement à la sortie du deuxième circuit amplificateur et ; à la sortie de chacun des déphaseurs, il délivre sur deux sorties le signal25 somme des alternances positives et le signal somme des alternances négative.
des ~ignaux qu'il reçoit. Un inverseur 6 est monté sur l'une des sorties du circuit redresseur et sommateur 5, sa sortie et l~autre sortie du circuit redresseur et sommateur 5 sont reliées dans un circuit sommateur 7 pour obtenir un signal unidirectionnel de sortie.
Ce signal unidirectionnel est ~iltré et ampli~ia dans un circuit de sortie 8 de la boucle de commande qui délivre une tension continue, proportion~
nelle au niveau du signal d'entrée en E, assurant la commande du gain du deuxième circuit a~plificateur 2 pour permettre la régulation de son signal de sortie, en S.
Par cette boucle de commande, on détecte les variations d'amplitude du signal à la sortie S du circuit et on les convertit en signal continu ~ariable pour ajuster le gain du circuit ampli~icateur à gain variable et ainsi dono obtenir la régulation souhaitée.
L'utilisation de ces déphaseurs et deq moyen~ de sommation du signal . ' ~ ' - "', 1~3~3~
~n S et des divers signaux déphasés,pour l'élaboration de ce signal unidirec-tionnel, rend faible l'ondulation résiduelle de ce dernier signal et rend la fréquence de l'ondulation résiduelle supérieure à celle du signal en S, sans qu'il y ait pour autant modification d'amplitude, et permet alors l'utilisation d'une cellule de filtrage à faible constante de temps pour obtenir ce signal continu variable de commande de gain. On aboutit à un circuit à temps de réponse bref, de l'ordre de 2 ms.
On pourrait bien entendu utiliser un nombre quelconque n de déphaseurs.
Dans le cas où ils sont montés en cascade, ils apportent chacun un déphasage de 2 ~ à la fré~uence limite inférieure de la bande de fréquence du signal d'entrée, le déphasage apporté par chaque déphaseur diminuant alors pour les valeurs croissantes de la fréquence du signal d'entrée.
Dans la figure 2, on a illustré le schéma électrique d'un circuit à commande automatique de gain selon l'invention qui reçoit en entrée E
un signal de niveau variable entre O et -45 dB dans la bande de fréquence 600-3000 Hz et restitue un signal de sortie à niveau constant, O dB. On a ~ait apparaître dans ce schéma électrique les références des divers circuits rentrant dans la Pigure 1.
Le premier ~ircuit amplificateur 1 recevant le signal à l'entrée E
est constitué par un amplificateur opérationnel 11, non inverseur, de gain égal à 8. Son entrée ~ est reliée à l'entrée E et est reliée à la masse à travers une résistance 12. Son entrée - est reliée à la masse à travers une résistance 13, tandis qu'une résistance 14 ISt montée entre sa sortie et cette entrée -.Il assure un ~ort niveau d'attaque du deuxième circuit ampli~icateur à gain variable 2.
Ce deuxième circuit amplificateur à gain variable 2 est constitué
par un circuit atténuateur 21 suivi d'un amplificateur opérationnel 22, de gain fixe egal à 100. Le circuit atténuateur est ~ormé par une résistance 23,montée entre la sortie de l'amplificateur opérationnel 11 et l'entrée +
de l'amplificateur opérationnel 22, et par un transistor à ef~et de champ 24 dont la grille reçoit le ~ignal de commande et dont les deux autres électrodes sont montées entre l'entrée + de l'amplificateur opérationnel 22 et la masse.
L'entrée - de cet amplificateur opérationnel 22 est reliée à la masse à travers une résistance 25 tandis qu'une résistance 26 est montée entre sa sortie et son entrée -. Le transistor à effet de champ fonctionne comme une résistance variable en fonction de la grandeur du signal de commande qu'il reçoit. L'amplificateur opérationnel 22 ampli~ie le signal atténué
pour restituer sur sa sortie, qui est la sortie S du circuit, le signal d'entrée rendu à niveau constant, ici O dB. Un ensemble de diodes de protection 27, , . . ~
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~ormant deux branches montées en opposition, relie la sortie de l'ampli~icateur opérationnel 22 à la masse.
Pour détecter les variations d'amplitude du signal à la sortie S et élaborer le signal continu de commande appliqué à la base du transistor à e~et de champ 24, les deux déphaseurs 3 et 4, de 3Ir à 600 Hz, sont montés en cascade sur la sortie de l'amplificateur opérationnel 22. Le déphaseur3 comporte deux transistors 30 et 31. Le transistor 30, de type NPN, a sa base reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 22, son collecteur est relié à une source de polarisation indiquée ~V, ici + 12 volts, par une résistance 32, son émetteur est relié par une résistance 33 à un circuit donnant une tension de référence ici voisine de -5 volts, réalisé par une résistance 90 reliée à une source de tension -V, ici -12 volts et une diode Zener 91 reliée à la masse.
Une résistance 3ll reliée à l'émetteur du transistor 30 et un condensateur 35 relié au collecteur de ce transistor sont connectés entre eux et sur la base du transistor 31 et couplent le transistor 30 au transistor 31. Ce transistor 31, de type PNP, est polarisé par la source +V reliée à son émetteur par une résistance 36 et par le circuit de tension de référence 90-91 relié à son collecteur. La sortie du déphaseur 3 est ~ormée sur l'émetteur du transistor 31.
Le déphaseur 4 est identique au déphaseur 3 et comporte deux transistors 40 et 41. Le transistor 40 de type NPN est attaqué sur sa base par le signal délivré par le déphaseur 3, il est polarisé par la source ~V reliée à son collecteur par une résistance 42 et par le circuit de tension de référence 90-91 relié à son émetteur par une résistance 43. Une résistance 44 et un condensateur 45 sont montés entre son émetteur et son collecteur et sont connectés à la base du transis~or 41 de type PNP. Ce transistor 41 est polarisé
par la source +V reliée à son émetteur par une résistance 4~ et par le circuit de tension de référence 90-91 relié à son collecteur. La sortie du déphaseur 4 est ~ormée sur l'émetteur du transistor 41.
Les signaux à la sortie S et à la sortie de chaoun des déphaseurs 3 et 4 sont additionnés dans le circuit de redressement et de sommation 5.
Ce circuit 5 est divisé en deux étages 5' et 5" assurant, à partir des trois signaUx reQus 1'un la sélection des alternances d'une polarité et leur addition,l'autre la sélection des alternances de l'autre polarité et leur addition.
L'étage 5' comporte trois transistors NPN 50, 51 et 52 recevant les trois signaux appliqués sur les bases respectives. Les collecteurs de ces trois transistors sont polarisés identiquement par la source ~V reliée à chaque collecteur à travers une résistancs ré~érencée 150, 151 ou 152, selon le transistor concerna. Les émetteurs de ces trois transistors sont reliés ' ~ ~
3;2~ .
~n commun d'une part à l'émetteur d7un transistor 53, de type NPN, monté
en diode et dont la base est mise à la masse et d'autre part à une résistance 153 elle-même reliée à la source -V. Les trois transistors 50, 51, 52 commandent un transistor de sortie 54, de type PNP : les émetteurs de ces trois transis-tors sont reliés en commun à la base du transistor 54. Ce transistor 54a son collecteur relié au c~rcuit de tension de référence 90-91 et son émetteur relié à la source +V à travers une résistance 154. Dans cet étage 5', le transistor 53 fixe la tension émetteur de chacun des transistors 50, 51 et 52 à une valeur voisine de - 0,7 V qui provoque le blocage de chacun de ces transistors pour les alternances négatives des trois signaux reçus sur leurs bases respectives, ce transistor 53 permet donc un redressement sans seuil de chacun des signaux reçus par l'étage 5'. Les alternances positivesalors seules sélectionnées par les transistors 50 à 52 sont additionnées dans le transistor 54 qui délivre sur la sortie de l'étage formé sur son émetteur un signal somme des alternances positives des signaux reçus.
L'étage 5" est analogue à l'étage 5' : il sélectionne et additionne les alternances négatives des trois signaux reçus. Il comporte à cet effet trois transistors PNP 55, 56 et 57 recevant sur leurs bases respectives les trois signaux~précédents appliqués à l'étage 5'. Le collecteur de chacun de ces transistors est relié à travers une résistance, référencée par 155, 156 et 157 selon le transistor considéré, au circuit de tension de référen-oe 90-91. Les émetteurs de ces trois trànsistors sont reliés en commun et oonnectés d'une part à ia base d'un transistor 58 de type NPN monté en diode et dont l'émetteur est relié à la masse et d'autre part à la souroe ~V
à travers une résistance 158. Ces émètteurs sont aussi connectés à la base d'un transistor ~^ sortie 59, de type NPN dont le colleoteur est relié à
la source +V et l'émetteur au circuit de tension de référence 90-91 à travers une résistance 159~ Dans cet étage le transistor 58 fixe la tension émetteur de chacun des transistors 55, 56 et 57 et les bloque pour les alternanoes positives du signal appliqué sur la base de chacun d'eux : il permet donc un redressement sans seuil des signaux reçus par 1'étage qui ne sélectionne donc que les alternances négatives. Le transistor 59 permet de délivrer sur la sortie de l'étage, formée sur son émetteur, le signal somme des alternances négatives.
Dans ces deux étages 5' et 5" les transistors 54 et 59 ramènent les slgnaux de sortie par rapport à la même référence masse.
Le signal somme des alternances positives recueilli sur l'émetteur du transistor 54, ou sortie de l'étage 5', est appliqué à l'inverseur 6 constitué par un ampllficateur opérationnel 61 recevant ce signal somme .
: ' ' : . :i ~3~ ~92 ~
sur son entrée - à travers une première résistance 621 son entrée + étant reliée par une résistance 63 à la masse) et ayant sa sortie rebouclée sur son entrée - à travers une résistance 64. Le signal somme des alternances positives, inversé à la sortie de l'amplificateur 61 est appliqué à travers une résistance 71 à l'entrée - d'un ampli~icateur opérationnel 70 recevant sur cette meme entrée - à travers une autre résistance 72 le signal somme des alternances négatives recueilli sur l'émetteur du transistor 59, ou sortie de l'étage 5". Cet ampli~icateur opérationnel 70 a son entrée + reliée à la masse à travers ure résistance 73 et sa sortie rebouclée sur son entrée -à travers une résistance 74. Cet ampli~icateur opérationnel 70 réalise doncla somme des deux signau~ reçus sur son entrée - avec une nouvelle inversion :
il délivre sur sa sortie un signal unidirectionnel de polarité positive.
Dans le circuit de sortie 8, le signal unidirectionnel est appliqué à une cellule de filtrage 80, à résistance 81 montée sur la sortie de l'amplificateur opérationnel 70 et à condensateur ~2 relié à la masse ; cette cellule de filtrage est à constante de temps trè~ faible, in~érieure à 2 ms. Le signal continu délivré par cette cellule de filtrage est appliqué à l'entrée +
d'un amplificateur opérationnel 83, à travers ~me résistance 84. Cet amplifi-cateur 83 a son entrée - reliée à travers une résistance 85 à un circuit de référence de tensionJ ici voisine de ~ 5 volts, constitué par une résistan-ce 86 reliée à la source + V et une diode Zener 87 reliée à la masse. La sortie de cet amplificateur opérationnel 83 est rebouclée sur son entrée -à traver~ une résistance ~8 ajustable, ceci de manière à obtenir un niveau de sortie du signal à O dB. C'est cette tension continue délivrée à la sortie de l'amplificateur opérationnel 83, proportionnelle au niveau du signal d'entrée en E qui est appliquée à la grille du transistor à effet de champ 2'~
pour sa commande en résistance variable avec le niveau du signal d'entrée.
Ce montage permet d'atténuer correctemert le signal issu de E et amplifié
dans le circuit 1, en fonction de sa grandeur, de manière à le restituer 3 en un temps très bre~, environ 2 ms sur la sortie S à O dB quel que soit son niveau d'entrée, pouvant varier de O à - 45 dB, et pour toute la gamme de fréquence de ce signal d'entrée, ici de 600 à 3000 HZ, avec le minimum de distorsion.
La présente invention a été décrite en re~ard d'un exemple de réalisation illustré dans le dessin et donné à titre d'exemple. Il est évident que l'on peut y apporter des modifications de détail et/ou remplacer certains moyens par d'autres moyens équivalents, en particulier selon la régulation souhaitée, ou la technologie utilisée sans pour autant sortir du cadre de cette invention.
On peut en particulier, dans le circuit atténuateur 219 remplacer le dispositif atténuateur constitué par la résistance 23 et le transistor à effet de champ 24 ~L~3~L3Z~
~ar un montage atténuateur à division de courant tel que décrit dans l'article "Vary gain electronically" de la revue "Electronic design" vol. l9 n 11 du 27 Mai 1971 pp 78-81, ou un dispositif équivalent.
~3 . , , ~,.
'.
Claims (8)
1. Circuit à commande automatique de gain comportant un circuit amplificateur à gain variable pour la restitution d'un signal d'entrée dont le niveau variable est a réguler dans toute la bande de fréquence de ce signal d'entrée et une boucle de commande de gain qui à partir des variations d'amplitude du signal de sortie du circuit amplificateur à gain variable crée un signal continu de commande de gain caractérisé en ce que ladite boucle de commande de gain comporte n déphaseurs, chacun apportant un déphasage défini à basse fréquence de la bande de fréquence du signal d'entrée au signal de sortie dudit amplificateur à gain va-riable, et un circuit de redressement et de sommation relié aux sorties dudit circuit amplificateur à gain variable et de chacun desdits n déphaseurs qui délivre ledit signal de commande de gain.
2. Circuit à commande automatique de gain selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits n déphaseurs sont identiques, chacun apportant un déphasage de à la fréquence limite inférieure de la bande de fréquence du signal d'entrée, et sont montés en cascade.
3, Circuit à commande automatique de gain selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit circuit de redressement et de sommation comporte deux étages de sélection et d'addition des alternances des signaux reçus, selon leur polarité, et un circuit sommateur relié directement à la sortie de l'un des étages et relié à travers un inverseur à la sortie de l'autre étage pour délivrer un signal unidirectionnel d'amplitude égale à celle du signal de sortie de l'amplificateur de sortie et de fréquence d'ondulation supérieure à la limite supérieure de la bande de fré-quence du signal d'entrée.
4, Circuit à commande automatique de gain selon la re-vendication 3, caractérisé en ce que desdits étages du circuit de redressement et de sommation comportent chacun n + 1 transis-tors attaqués sur leurs bases respectivement par les signaux reçus par ce circuit et dont les émetteurs sont, dans chaque étage, reliés en commun à un élément de commande de blocage, permettant un redressement sans seuil des alternances de l'une et l'autre po-larités des signaux reçus par le circuit respectivement dans l'un et l'autre étages du circuit.
5. Circuit à commande automatique de gain selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque étage com-porte en outre un transistor supplémentaire de sortie, dont la base est reliée aux émetteurs des n + 1 transistors de cet étage pour sa commande, dans ces deux étages les deux transistors de sortie étant polarisés pour délivrer les signaux de sortie des étages par rapport à une même référence masse.
6, Circuit à commande automatique de gain selon.
la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite boucle de commande de gain comporte une cellule de filtrage, de faible cons-tante de temps reliée à la sortie dudit circuit de redressement et de sommation.
la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite boucle de commande de gain comporte une cellule de filtrage, de faible cons-tante de temps reliée à la sortie dudit circuit de redressement et de sommation.
7. Circuit à commande automatique de gain selon la revendication. 1, caractérisé en ce que ledit circuit am-plificateur à gain variable est constitué par un amplificateur opérationnel à gain défini et un atténuateur d'entrée réalisé par une résistance et un transistor à effet de champ commandé par ledit signal de commande pour fonctionner en résistance variable et atténuer ledit signal d'entrée en fonction de sa grandeur.
8. Circuit à commande automatique de gain selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit circuit am-lificateur à gain variable est constitué par un amplificateur opérationnel à gain défini et un atténuateur d'entrée réalisé
par un circuit à division de courant commandé par ledit signal de commande pour fonctionner en atténuateur variable et atténuer ledit signal d'entrée en fonction de sa grandeur.
par un circuit à division de courant commandé par ledit signal de commande pour fonctionner en atténuateur variable et atténuer ledit signal d'entrée en fonction de sa grandeur.
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