FR2484736A1 - Montage en forme de quadripole pour la simulation d'une inductance - Google Patents

Abstract

LA PRESENTE INVENTION CONCERNE UN MONTAGE EN FORME DE QUADRIPOLE POUR LA SIMULATION D'UNE INDUCTANCE. MONTAGE CARACTERISE EN CE QU'UNE BORNE SOUS TENSION E DE LA PAIRE DE BORNES D'ENTREE EST RELIEE A L'UNE DES DEUX CONNEXIONS D'UNE PREMIERE OHMIQUE R1, EN CE QUE LES CONNEXIONS DE LA PREMIERE RESISTANCE R1 SONT RELIEES, CHACUNE PAR L'INTERMEDIAIRE D'UN CONDENSATEUR C1, C2 AUX BORNES 2, 4 DE LA DIAGONALE D'UN CIRCUIT EN PONT, EN CE QUE LES BORNES 2, 4 DE LA DIAGONALE SONT RELIEES CHACUNE A UNE ENTREE D'UN AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL DV DONT LA SORTIE EST RELIEE A LA BASE D'UN TRANSISTOR T1, LE PARCOURS COLLECTEUR-EMETTEUR DU TRANSISTOR T1 ETANT PLACE DANS UNE BRANCHE DE PONT, EN SERIE AVEC UNE RESISTANCE EFFECTIVE OU AVEC UN MONTAGE EN PARALLELE COMPRENANT UNE REACTANCE ET UN RESISTANCE EFFECTIVE Z6, ET L'EMETTEUR DU TRANSISTOR T1 EST RELIE A L'AUTRE CONNEXION DE LA PREMIERE RESISTANCE R1, ET EN CE QUE LE COLLECTEUR DU TRANSISTOR T1 EST UNE BORNE SOUS TENSION A DE LA PAIRE DE BORNES DE SORTIE.

Description

2484736-

L'invention concerne un montage en forme de quadri-

- 'ple pour la simulation d'une inductance.

-- Par le DE - B - 1 537 661, on connait un montage in-

% ductif de réactance sans bobine, au moyen duquel on réalise un amplificateur sélectif par une technique de circuits

intégrés. Le montage inductif de réactance, qui est un ré-

seau à 4 portes, sert de réseau àa réaction pour un amplifi-

cateur à tensions d'entrée et de'sortie en phase. Si l'on utilise comme montage à réaction un montage en pont et si le pont est équilibré, aucune tension n'arrive de la sortie de l'amplificateur à l'entrée. L'une des branches du pont contient un circuit résonnant amorti, de sorte que l'on obtient un amortissement du quadripôle à réaction qui est fonction de la fréquence et qui est minimal à la fréquence de résonance. Selon que les tensions d'entrée et de sortie de l'amplificateur sont en phase ou en opposition de phase et selon que l'une ou l'autre des résistances de pont peuvent être remplacées le plus favorablement, compte tenu

des conditions de mise à la terre, on peut utiliser un cir-

cuit résonnant en série ou en parallèle, pour obtenir en

dehors de la fréquence de résonance un moindre amortisse-

ment du réseau de réaction et pour éviter une inversion de -

phase. Dans un exemple de montage, le point de jonction 'de deux branches de pont est mis a la-terre. Une résistance de pont est réalisée parxun amplificateur auxiliaire:suivi

d'-une capacité. Si cet amplificateur auxiliaire -a une--

contre-réaction élevée, l'impédance inductive-est:A peu -près constante. : Pour la transmission de données de texte sur écran, il faut ce qu'on appelle un modem, qui adapte le-spectre de signal de données à la largeur de bande du canal télé-'

phonique. En vertu des conditions de raccordement établies -

dans un cahier de charges pour la transmission de données de - - texte sur écran, on ne dispose que d'une faible puissance

d'alimentation à distance pour alimenter toutes les unités.

fonctionnelles de modem et aussi les parties d'intersection reliées galvaniquement au modem. L'unité d'alimentation électrique du modem doit engendrer, en partant du courant de boucle de la ligne de télécommunication, une tension de service constante. Cela est assuré dans le modem par un

circuit de régulation actif qui présente une faible résis-

tance d'entrée au courant continu pour assurer une perte de puissance aussi réduite que possible. Afin que le signal de ligne ne soit pas notablement amorti, une condition à remplir simultanément est que la résistance dynamique

d'entrée de l'alimentation électrique soit très élevée.

Pour séparer des fractions de signal le courant continu qui passe dans le circuit, on peut utiliser une bobine d'arrêt passive. Etant:donné que par la bobine d'arrêt est

amené le courant continu du circuit d'alimentation élec-

trique du modem, qui fait suite, cela signifie dans le ser-

vice pratique que la bobine d'arrêt passive ne doit pas en-

core être saturée pour un courant de boucle d'environ 60 mA et qu'en même temps, la.résistance ohmique, c'est-à-dire la chute de tension à la bobine d'arrêt, soit faible. Dans l'exemple d'exécution, à une fraction de courant continu (courant de boucle de 17 à 60mA) est superposée la fraction

de signal ayant une certaine fréquence. Une perte de ten-

sion éventuellement grande à la bobine d'arrêt passive entraine une plus grande résistance d'entrée de l'unité d'alimentation au courant continu, de sorte que la valeur

maximale permise est dépassée. Pour respecter cette condi-

tion, il faudrait que la bobine d'arrêt passive soit exé-

cutée avec une section épaisse de sorte qu'elle serait alors grande et que, compte tenu de la forte proportion

de cuivre, elle serait lourde.

L'invention a pour but de réaliser, avec des moyens réduits, une bobine d'arrêt électronique active qui ait une résistance aussi faible que possible et qui puisse être

utilisée pour des montages d'alimentation dans des instal-

lations d'abonné.

Selon l'invention, ce problème est résolu par le fait qu'une borne sous tension de la paire de bornes d'entrée est reliée à l'une des deux connexions d'une première résistance ohmique, que les connexions de la première résistance sont reliées, chacune par l'intermédiaire d'un condensateur, aux bornes de la diagonale d'un circuit en pont, que les bornes de la diagonale sont reliées chacune à une entrée d'un amplificateur différentiel dont la sortie est reliée à la base d'un transistor, que le parcours collecteur-émetteur du transistor est placé dans une branche de pont, en série avec une résistance effective ou avec un montage en parallèle comprenant une réactance et une résistance effective, que l'émetteur du transistor est relié à l'autre connexion de la première résistance et que le collecteur du transistor est une borne sous tension de

la paire de bornes de sortie.

Le montage se distingue par sa simplicité et sa clar-

té.On peut le constituer à l'aide des composants connus, courants sur le marché et par conséquent économiques. Pour le montage lui-même, on obtient, en choisissant les rapports

de résistance et les grandeurs caractéristiques des compo-

sants, une condition de stabilité facile à respecter. Si

l'on suppose un amplificateur opérationnel idéal, c'est-à-

dire une source de tension commandée idéale' le montage se comporte comme une inductance affectée d'une perte. Dans la réalisation pratique avec un amplificateur opérationnel réel qui présente une amplification de tension limitée et une diminution de l'amplification à haute fréquence, on obtient comme schéma de remplacement un circuit oscillant en parallèle ayant une fréquence de résonance déterminée et dans lequel la résistance ohmique d'entrée du montage

est particulièrement élevée. Grâce à des dimensions appro-

priées, on peut arriver à ce que le montage ait une grande résistance ohmique dans la gamme des fréquences qui se

présentent dans la réalisation-pratique.

On expliquera plus précisément l'invention à propos d'un exemple d'exécution représenté par les dessins, dane lesquels

la figure 1 montre un premier montage d'inductance affec-

tée d'une perte, et

4 2484736

la figure 2 représente un deuxième exemple d'exécution d'une

inductance affectée d'une perte.

Dans le mode d'exécution représenté, le transistor appartient au type pnp. On décrira ci-après en détail le mode de fonctionnement du montage en renonçant à décrire plus précisément la façon dont les différents composants

sont combinés.

La figure 1 montre un montage en pont dans lequel le parcours collecteurémetteur d'un transistor Tl est branché dans l'une des branches, en série avec une impédance Z6, la base du transistor étant commandée par un amplificateur

différentiel DV dont les entrées à inversion et sans inver-

sion sont reliées aux bornes 2 et 4 de la diagonale du pont.

Un courant continu venant d'un redresseur est amené à une connexion d'une résistance ohmique Ri et au courant continu est superposé, dans l'exemple d'exécution choisi, un courant alternatif qui sert à la transmission du signal. Le courant continu sert, dans l'exemple d'exécution, à alimenter le modem de texte sur écran. Les exigences et les conditions limites auxquelles doit répondre le montage ont déjà été

expliquées en détail. Les montages en pont sont en eux-

mimes connus de sorte que l'on renonce à expliquer en détail

ce montage. L'alimentation électrique de l'exemple d'éxécu-

tion de modem de texte sur écran est réglée à la tension de service constante par un régulateur en dérivation, qui fait suite, et qui sert, par exemple, aussi à l'alimentation de

l'amplificateur différentiel DV.

Le réglage du point de travail du transistor Tl est

assuré par un amplificateur opérationnel branché comme am-

plificateur différentiel DV, dont la sortie est reliée à la base du transistor Tl et réajuste celui-ci jusqu'à ce que le pont formé par Z3, Z4, Z5 et Z6 soit équilibré. Dans l'exemple d'exécution considéré, on utilise de préférence

pour les impédances Z3, Z4, Z5 et Z6 des résistances chi-

miques; dans le cas contraire, il faut tenir compte de

l'influence de la fréquence sur les impédances. La compen-

sation quant au courant continu a pour effet que sur le parcours collecteur-émetteur du transistor Tl, il se produit une chute de tension déterminée. Le point de travail est choisi de telle sorte qu'à l'amplitude maximale de signal à prévoir, le transistor Tl ne se trouve pas encore dans la région de saturation. La puissance de perte du montage peut etre maintenue faible car on peut adopter une résistance Rl

de faible valeur (environ 10 -a).

En outre, la puissance de perte est diminuée par le fait qu'au parcours collecteur-émetteur du transistor Tl est

reliée en parallèle une résistance R6 de sorte que le divi-

seur de courant diminue également le courant-de base du transistor. Lorsqu'il n'y a pas de tension de signal ayant

une certaine fréquence, mais une tension contineu, les con-

densateurs Cl et C2, quisont reliés, d'une part, chacun à l'une des deux connexions de la résistance ohmique Ri et, d'autre part, aux bornes de connexion 2 et 4 du montage en pont, peuvent être omis pour simplifier le montage. Dans la résistance Rl, il se produit sur courant continu une

chute de tension correspondant à la valeur de la résistance.

La chute de tension sur la résistance RI sertà -découpler la tension de commande à l'amplificateur différentiel DV, qui a pour effet que le montage se comporte, quant à la tension alternative, comme ayant une grande résistance ohmique. Si une fraction de tension alternative est superposée

à la tension continue, donc s'il s'effectue une transmis-

sion de signal, le courant de boucle serait modifié dans la même mesure, en l'absence des condensateurs Cl et C2, par la résistance RI, par le parcours collecteur-émetteur du transistor Tl et par la résistance R6. 'Une petite chute de tension sur Wl est appliquée, par l'intermédiaire des

condensateurs Cl, C2, respectivement aux entrées à inver-

sion et sans inversion de l'amplificateur différentiel DV.

La tension collecteur-émetteur du transistor Tl suit la variation de la tension de signal. Conformément à la constante de temps fixée par le montage, l'amplificateur différentiel DV commande le transistor Tl de telle sorte

qu'il ne se produitpas de variation de tension plus dura-

ble sur la résistance RI. S'il ne se produit pas de variation

de tension sur la résistance RI à cause des composants sui-

vants,-cela signifie que le courant passant par la résis-

tance Ri reste approximativement constant et puisque le courant passant par Ri reste constant indépendamment de la

grandeur du signal, cela signifie que le montage se com-

porte, quant à la tension alternative, comme ayant une gran-

de résistance ohmique. Par suite, le comportement désiré de

bobine d'arrêt est réalisé.

La résistance interne de l'amplificateur opération-

nel est approximativement nulle. Dans le champ de caracté-

ristiques d'entrée du transistor Tl, cela signifie que la droite de charge est approximativement parallèle à l'axe des abscisses. La tension différentielle entre entrée à

inversion et entrée7sans inversion de l'amplificateur dif-

férentiel DV est nulle. Si le courant traversant la résis-

tance Ri augmente, et si par suite la chute de tension sur

la résistance Rl augmente, l'augmentation de tension appa-

ra t sous forme amplifiée à la sortie de l'amplificateur

différentiel DV. Etant donné que le collecteur -du transis-

tor Tl est fixe quant à la tension continue à cause du régulateur en dérivation qui suit, la tension à l'émetteur augmente. Par suite de la façon dont le transistor Tl est monté dans le cas présent, lorsque le potentiel d'émetteur augmente, le courant de base diminue et donc le courant

de collecteur diminue conformément au facteur d'amplifica-

tion de courant. Une augmentation de la tension-de signal cause une grande variation du courant de collecteur en

sens opposé de sorte que l'augmentation du courant traver-

sant la résistance RI est compensée et que le courant de boucle entre la borne sous tension E de la paire de bornes d'entrée et la borne sous tension A de la paire de bornes

de sortie ne s'est pas modifié.

La tension de signal ayant une certaine fréquence peut varier conformément au niveau limite du transistor Tl, autour du point de travail. L'amplitude maximale de signal pouvant être modulée est fixée par la tension Zener d'une diode Zener Zl prévue dans l'une des branches du pont, en série avec la résistance de pont Z3. Pour les résistances de pont Z3, Z4, Z5 et Z6, la condition d'équilibrage est valable et à la borne sous tension A de la paire de bornes

de sortie, il s'établit relativement à la masse un poten-

tiel fixe mais quelconque. La résistance R6 permet, lorsque le modem est branché, le passage du courant de la borne A à la borne B, de sorte que le régulateur en dérivation qui fait suite assure la régulation à la tension de service et

peut alimenter en courant l'amplificateur différentiel DV.

Si, comme l'indique la figure 2, on dispose la diode Zener Z2 entre la sortie de l'amplificateur différentiel DV

et la base du transistor TI, le niveau de tension à la sor-

tie de l'amplificateur différentiel DV est adapté au tran-

sistor Tl qui fait suite. Cette adaptation de potentiel

résulte du fait que la tension maximale de sortie de l'am-

plificateur opérationnel peut être supérieure à la tension de service et que par suite, le transistor Tl peut être bloqué s'il est nécessaire d'élever la tension de base du transistor Tl. Les impédances de pont sont de dimension

telle que conformément à l'amplitude nécessaire de la ten-

sion de signal, il s'établit au transistor TI une tension collecteurémetteur suffisamment élevée. Si la tension de service du modem est engendrée entre là borne sous tension A de la paire de bornes de sortie et la masse par une diode Zener et si la diode Zener Z2 est disposée comme le

représente la figure 2, il s'établit à la borne A un po-

tentiel fixe relativement à la masse. Si-la diode Zener Z2

est pontée par un condensateur C3, on obtient un comporte-

ment avantageux quant à la tension alternative. Dans l'exemple d'exécution, un autre avantage obtenu est que les condensateurs CI et C2 sont faciles à séparer au moyen d'interrupteurs. Alors, le montage ne se comporte plus comme une inductance affectée d'une perte mais comme une résistance ohmique faible. Si,par exemple, des signaux de sélection sont transmis par une ligne de télécommunication entre un appareil téléphonique et un central de texte sur écran, les impulsions de sélection seraient déformées par

l'inductance supplémentaire.

je

Claims (7)

R E V E N D I C A T I 0 N S-

1. Montage en forme de quadripôle pour la simulation d'une inductance, caractérisé en ce qu'une borne sous tension (E) de la paire de bornes d'entrée est reliée à l'une des deux connexions d'une première résistance ohmique (Ri), en ce que les connexions de la première résistance (PRI) sont reliées, chacune par l'intermédiaire d'un condensateur (Ci, C2), aux bornes (2, 4) de la diagonale d'un circuit en pont,

en ce que les bornes (2, 4) de la diagonale sont reliées cha-

cune à une entrée d'un amplificateur différentiel (DV) dont

la sortie est reliée à la base d'un transistor (Tl), le par-

cours collecteur-émetteur du transistor (Tl) étant placé dans une branche de pont, en série avec une résistance effective ou avec un montage en parallèle comprenant une réactance et une résistance effective (Z6), et l'émetteur du-transistor (Tl) est relié à l'autre connexion de la première résistance (Ri), et en ce que le collecteur du transistor (Tl) est une

borne sous tension (A) de la paire de bornes de sortie.

2. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que les impédances des autres branches du pont sont ohmiques, en ce qu'une borne (3) située au point de jonction de deux

branches du pont est reliée à la masse, l'autre borne de cha-

cune des branches de pont formant l'une des deux bornes (2, 4) de la diagonale, et en ce qu'à une borne (1) située au point de jonction opposé des deux autres branches de pont est

relié l'émetteur du transistor.

3. Montage-selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au parcours collecteur-émetteur du transistor (Tl) est

relié en parallèle une deuxième résistance ohmique (R6).

4. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la sortie de l'amplificateur différentiel (DV) est reliée

par l'intermédiaire d'une diode Zener (Z2) à la base du tran-

sistor (Tl), et en ce qu'.à la diode Zener (Z2) est relié en

parallèle un troisième condensateur (C3).

5. Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce

que l'amplificateur différentiel (DV) utilisé est un ampli-

ficateur opérationnel dont l'entrée sans inversion est reliée

24847-36

par l'intermédiaire de l'un des deux condensateurs (C2) et l'entrée à inversion par l'intermédiaire de la première résistance (R1) et de l'autre condensateur (Cl), à la

borne sous tension (E) de la paire de bornes d'entrée.

6. Montage selon la revendication 1, caractéris6 en ce que dans l'une des branches du pont,-une diode Zener

(Z1) est prévue en série avec l'impédance de pont (Z3).

7. Montage selon l'une des revendications 2 et 3, ca-

ractérisé en ce que l'anode de la diode Zener (Z1) est reliée à une connexion de l'impédance (Z3), et en ce que la cathode de la diode Zener (Zi) est reliée à la borne

(1) situ6e au point de jonction opposé du montage en pont.