FR2545296A1 - Filtre a capacites commutees a sorties complementaires - Google Patents

Abstract

L'INVENTION CONCERNE LES FILTRES A CAPACITES COMMUTEES. POUR OBTENIR NOTAMMENT DES FILTRES PASSE-HAUT STABLES ET PEU SENSIBLES AUX VARIATIONS DE VALEURS DE COMPOSANTS, ON PART D'UN FILTRE PASSE-BAS QUE L'ON MODIFIE DE MANIERE A FAIRE APPARAITRE UNE SORTIE S COMPLEMENTAIRE DE LA SORTIE NORMALE S DU FILTRE PASSE-BAS. LA MODIFICATION CONSISTE A APPLIQUER A TRAVERS DES LIAISONS A CAPACITES COMMUTEES OU NON COMMUTEES 20, 10, 40, 50, LE SIGNAL D'ENTREE E NON SEULEMENT A L'ENTREE D'UN PREMIER AMPLIFICATEUR A1 MAIS AUSSI A L'ENTREE D'UN SECOND A2 ET D'UN TROISIEME A3. LA SORTIE COMPLEMENTAIRE S EST LA SORTIE DU PREMIER AMPLIFICATEUR A1.

Description

FILTRE A CAPACITES COMMUTEES A SORTIES COMPLEMENTAIRES
La présente invention concerne les filtres a capacités commutes
On sait actuellement bien réaliser des filtres à capacités commutées (et notamment des filtres passe-bas) qui sont essentiellement la transposition de filtras à inductances et capacités. On peut par exemple lire à ce sujet l'article de Josef
Nossek et Cabot Tenes dans IEEE Transactions on circuits and systems, vol CAS-27 n0 6, juin 1980.

Nais il est difficile de réaliser certains types de filtres, par exemple des filtres passe-haut ou coupe-bande de degré important, d'une part parce qu'on ne peut utiliser de montages derivateurs (irréalisables en capacités commutées) mais seulement des montages intégrateurs, et autre part parce qu'il apparaît des problèmes de stabilité très difficiles a résoudre, alors que ces problèmes sont beaucoup moins cruciaux dans les filtres passe-bas ou passe-bande.

La pressente invention propose une approche nouvelle pour réaliser des filtres. Cette approche consiste a partir d'un filtre (passe-bas ou passe-bande par exemple) pour lequel les problèmes de stabilite ont etc résolus, et a modifier se structure d'une manière particulière tendant å permettre d'engendrer en un point de ce filtre une deuxième sortie, complémentaire de la sortie nor male du filtre, c'est a dire par exemple une deuxième sortie passe-haut si la sortie normale est passe-bas.

Plus précisément, on part d'un filtre à capacités commutées comportant au moins trois amplificateurs différentiels ayant chacun leur sortie rebouclee par une capacité de liaison directe sur leur entrée inverseuse, le filtre comportant en outre des capacites commutées ou non commutées, d'une part entre l'entrée de chacun de ces amplificateurs et la sortie d'au moins un autre amplificateur et éventuellement du même, et d'autre part entre une entrée de signal et l'entrée d'un premier amplificateur.

Dans ce filtre, on prévoit spécifiquement de connecter
a) entre l'entrée de signal et " entrée du premier amplificateur différentiel une capacité de liaison directe en parallèle avec une capacité commutée
b) entre l'entrée de signal et l'entrée d'un deuxième amplificateur différentiel une autre capacite, commutée ou non, identique en valeur et en mode de commutation à une capacité prévue entre la sortie du premier amplificateur et l'entre du deuxième ;
c) entre l'entrée de signal et S'entrée d'un troisième amplificateur, une capacite, commutes ou non, identique en valeur et en mode de commutation à une capacite prévue entre la sortie du premier amplificateur et l'entrée du troisième.

Dans des exemples de réalisation pratique courante on pourra faire les choix suivants
En prenant comme référence de valeur unitaire la valeur d'une capacité commutée présente entre la sortie et l'entrée du premier amplificateur, et en supposant que la valeur de la capacité de bouclage entre la sortie et l'entrée du premier amplifixateur est égale à Cli, la valeur de la capacité de liaison directe entre l'entrée de signal et l'entrée du premier amplificateur est prise égale à C11 ou C11-1 Quant a la capacité commutea en parallèle avec cette capacité de liaison directe, sa valeur est également prise unitaire.

De préférence, la capacité entre l'entree de signal et l'entrée du deuxième amplificateur est une capacite commutée, et, de meme que la capacite commutée présente entre l'entree de signal et l'entrée du premier amplificateur, cette capacite peut etre reliée à deux commutateurs agencés pour relier, dans une première phase, une première borne de la capacité à la masse et une deuxième borne à l'entrée du premier ou du deuxième amplificateur, et, dans une deuxième phase, la premrere borne à l'entree de signal et la deuxième à la masse.

Enfin, il est prevu de préférence que la capacité entre l'entree de signal et l'entrée du troisième amplificateur soit une capacite de liaison directe.

-D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en raference aux dessins annexes dans lesquels
- la figure 1 représente un exemple de schéma de filtre passe-ba à capacités commutées du troisième ordre et utilisant trois amplificateurs différentiels Ai, A2, A3
- la figure 2 représente , en indiquant leurs fonctions de transfert respectives, divers blocs de liaison à capacités commutées ou non
- la figure 3 représente un circuit LC simule par le filtre a capacités commutées de la figure 1
- la figure 4 représente le filtre de la figure 1 modifie selon l'invention ;;
- la figure 5 represente un exemple de filtre selon l'invention, du septième ordre
Sur la figure i, l'entrée inverseuse de chaque amplificateur A1, A2, A3 est désignée respectivement par U1, U2, U3 et la sortie par V1, V2, V3-, ces symboles de signant aussi bien les bor- nes de sortie que les tensions présentes sur ces bornes.

L'entrée du filtre et le signal d'entrée sont designs par E, et la sortie par Q 9 cette sortie se confond avec la sortie
V3 de l'amplificateur A3 pour ce filtre du troisième ordre.

Chaque amplificateur est boucle entre sa sortie et son entrée inverseuse par une capacité de liaison directe, respectivement Cl pour le premier, C22 pour le second, C33 pour le troisième. C11, C22 et C33 désignent à la fois des capacités et leurs valeurs.

Les sorties des amplificateurs sont reliées aux entrées des autres amplificateurs (ou éventuellement du même par des blocs de liaison représentés par des rectangles et qui sont des capacités de liaison directe ou des capacités commutées. Dans le cas ou il s'agit d'une capacité commutée, le bloc comprend une capacite et un ou deux commutateurs actionnes selon deux phases.

Les schémas de ces blocs sônt détaillés à la figure 2.

Chaque bloc aboutissant à une entrée d'amplificateur apporte une contribution de signal selon une certaine fonction de transfert en z (variable classique des transformées en z utilisées pour l'étude des syseèmes échantillonnés). La fonction de transfert correspondant à un bloc de liaison est inscrite à l'intérieur du rectangle représentant ce bloc. L'expression de cette fonction de transfert tensionlcourant correspond à la contribution de courant apportee à l'entrava d'un amplificateur boucle par une capacite de liaison directe.

Ainsi, un bloc 10, de fonction de transfert 2z-1, relie l'entrée E à l'entrée U1 ; il signifie qu'un courant 2Ez-1 est amené à ltentrée U1, pour être additionne à d'autres courants amenés a la mema entrée.

De même, un bloc 20, de fonction de transfert (1-z-1) relie L'entrée E à l'entrée Ul pour ramener à cette dernière entrée un signal E(1-z-1) ; on verra que ce bloc 20 n'est d'ailleurs qu'une capacite de liaison directe de valeur unitaire.

Un bloc 11, de fonction de transfert z-l relie la sos tie V1 à l'entrée U1 et ramène un signal V1z-1 à cette entrée.

Un bloc 12, de fonction de transfert egale à 1, relie la sortie V2 à l'entree U1.

Un bloc 13, de fonction de transfert C13 (1-z-1), relie la sortie V3 à l'entrée U1 et ramène un signal V3 C13 (1-z-1) à cette entrée.

Enfin, pour terminer l'énumération des signaux ramenas a l'entrée U1 de l'amplificateur A1, la capacité de bouclage C11 reliant la sortie V1 à l'entrée U1, a une fonction de transfert
C11 (1-z-1).

Finalement la tension de sortie V1 peut alors s'exprimer par l'équation suivante qui exprima la nullité de la somme des courants aboutissant au point U1 ou la conservation, entre deux périodes d'échantillonnage, de la charge stockée en ce point.

V1.C11(1-z-1) + V1.z-1 + V2 + V3.C13(1-z-1) + E(1-z-1) + 2Ez-1 = 0
(1)
Le reste du schema de la figure 1 comporte un bloc 21 de fonction -z-1 entre les points V1 et U2, un bloc 23 de fonction -z-1 entre les points V3 et U2, un bloc 32 de fonction de transfert 1 entre les points V2 et U3, un bloc 33 de fonction z-1 entre les points V3 et U3, et un bloc 31 de fonction C31 (1-z-1) entre les points V1 et U3.

Il en resulte les équations suivantes exprimant la nullite de la somme des courants convergeant aux entrées U2 et U3 respectivement -V1z-1 + C22(1-z-1)V2 -z-1 V3 = 0 (2)
C31(1-z-1) V1 + V2 + C33(1-z-1) V3 + zl V3 = 0 (3)
Les équations (1), (2), (3) se réduisent à l'équation matricielle suivante qui représente le fonctionnement du filtre :: | z-1 + C11(1-z-1) 1 C13(1-z-1) | V1 | | (1+z-1) E| | -z-1 C22(1-z-1) -z-1 | V2 | =- | 0 | | C31(1-z-1) 1 z-1+C33(1-z-1)| V3 | | 0 | (4)
La figure 2 montre la réalisation des différente blocs de liaison permettant d'obtenir une fonction de transfert donnés
- a la ligne a, la fonction de transfert unitaire (blocs 12, 32) est réalisée par une capacite commutée C de valeur unitaire (C=1) avec un commutateur Ki pour relier une de ses extrémités soit à une borne de raccordement du bloc de liaison, soit à la masse, et un commutateur K2 pour relier 11 autre extrémité de la capacite point à l'autre borne de raccordement du bloc de laison soit à la masse ; les commutateurs K1 et K2 sont actionnes an phase, les deux extrémités de la capacite étant reliées à la masse dans l'une des phases et aux bornes du bloc de liaison dans l'autre phase ;
- à la ligne b, la fonction de transfert z-1 (blocs 11, 33) est réalisée par une capacite commutée C de valeur unitaire (C=1) reliée d'une part à la masse et d'autre part à un com- mutateur K3 qui permet de la relier pendant une phase à une borne du bloc de liaison et pendant une autre phase à l'autre borne pour la fonction 2z-1, la schéma est le mEme avec une capacité deux fois plus grande (C=2)
- à la ligne c, la fonction de transfert -z-1 (blocs 21, 23) est réalisée par une capacité commutee C de valeur unitaire reliée d'un côté à un commutateur K4 et de l'autre côté à un com- mutateur K5 ; dans une première phase, le commutateur K4 relie une première extrémité de la capacité à une borne du bloc de liaison et le commutateur K5 relie 11 autre extrémité à la masse ; dans une autre phase, le commutateur K4 relie la première extrémité à la masse et le commutateur R5 relie l'autre extrémité à l'autre borne du bloc
- enfin, à la ligne d, la fonction de transfert C(1-z-1) pour les blocs 20, 13, 31 avec des coefficients différents l, C13,
C31 respectivement; est réalisée par une capacite de liaison directe C ayant la valeur du coefficient a réaliser. Cette capacité es. directement relise entre les bornes du bloc de liaison.On remarque donc que les capacites de bouclage Cli, C22,
C33 sont en fait équivalentes à des blocs de liaison de fonction de transfert C11(1-z-1), C22(1-z-1), C33(1-z-1).

On a ainsi décrit de manière complète un exemple de filtre passe-bas ; on aurait pu dédrire un filtre passe-bas différent, par exemple dans lequel les blocs 11 et 33 auraient des fonctions de transfert unitaires et non an z-l. On aurait pu aussi décrire un filtre passe-bande.

En réalité, il faut comprendre que le schéma de la figure 1 a été dessiné directement a partir d'une équation matricielle du type de l'équation (4), qui elle-même a été écrite de manière purement mathematique, par transformations successives des équations régissant le fonctionnement d'un filtre à inductances et capacites dont on connatt bien le comportement et dont on sait notamment qu'il a de bonnes caractéristiques de stabilité et une faible sensibilité aux variations de valeur des composants qui le forment.

Ainsi, le filtre à capacîtes commutées de la figure 1 simule le filtre LC de la figure 3 qui est un quadripôle charge à sa sortie par une resistance unitaire R, et alimenté à son entrée, a > a travers une autre résistance unitaire R, par une tension 2E.

Le comportement électrique de ce filtre peut s'écrire sous forme d'une équation matricielle dans laquelle les inconnues sont des courants et tensions dans le filtre 5 en particulier, V1 est la tension a l'entrée du quadrip8la. L'équation matricielle fajt intervenir la variable de Laplace s
Cette variable peut être remplacée, en utilisant la transformée bilinéaire, par la variable z des transformees en z des systèmes échantillonnes ; la transformation se fait en écrivant s = 2(1-z-1)/ T(1+z-1),
T étant la periode d'échantillonnage.

On aboutît à une equation matricielle en z qui peut être transformée, par changements de signes ou d'autres transformations courantes en une équation qui, dans l'exemple qui nous occupe est l'équation (5), très proche de l'équation (4).

| z-1+C11(1-z-1) 1 C13(1-z-1) || V1 | | (1+z-1) | | -z-1 C22(1-z-1) -z-1 || V2 | = | 0 | E | C31(1-z-1) 1 z-1+C33(1-z-1)|| V3 | | 0 | (5)
On a dit que V1 représentait la tension d'entrée du quadripôle ; V2 rapresante un courant ou une tension au sein du quadripAle ; V3 représente la tension a la sortie du quadrip8le.

Un simple changement de signe du second membre de l'équation (5) rend le schéma réalisable sous la forme de la figure b , ce changement signifie seulement que le filtre de la figure 1 simule le filtre LC de la figure 3 mais qui serait alimente par une tension -2E (E étant le signal d'entrée du filtre à capacités commutées).

V3 représente alors la tension de sortie du quadripôle et on établira donc dans le schéma de la figure 1 une sortie S qui est la sortie de l'amplificateur A3 et qui fournit la fonction de filtrage passe-bas du quadripôle LC.

On remarque que dans le schéma de la figure 1, le signal d'entre E est appliqué, à travers un ou plusieurs blocs de liaison (10, 20), uniquement à l'entrée de l'amplificateur Ai.

Selon la présente invention, on applique le signal d'entrée E, à travers divers blocs de liaison, non seulement à l'entrée du premier amplificateur AlS mais aussi aux entrées des amplificateurs A2 et A3, et ceci d'une manière telle qu'on puisse faire apparaître alors deux sorties du filtre, à fonctions de filtrage complémentaires : ainsi, la sortie S serait toujours une sortie à fonction de filtrage passe-bas, et une autre sortie S' constituerait une sortie à fonction de filtrage passe-haut exac tement complémentaire (en énergie) de la sortie S, ce qui n'est pas le cas dans le filtre de la figure 1.

Pour cela, on reprend l'équation matricielle (4) en remplaçant la variable V1 par une variable V'l = V1 - E, ce qui modifie l'équation matricielle et permet de constituer un nouveau schéma de filtre à trois amplificateurs opérationnels A1, A2, A3 dont les sorties sont V'l, V2 et V3 respectivement, et qui est représenté par l'équation matricielle modifiée.

Cette équation modifiée s'écrit | z-1+C11(1-z-1) 1 C13(1-z-1)| V'1| | -z-1 C22(1-z-1) -z-1 | V2 | = | C31(1-z-1) 1 z-1 + C33(1-z-1)| V3 |
| (1+z-1)E - (z-1+C11(1-z-1)) E |
| -(-z-1) E |
| -C31(1-z-1) E | (6)
La matrice de gauche 'est pas modifiée et l'ensemble du schéma de la figure 1 est conserve (liaisons entre amplificateurs différentiels) à l'exception des liaisons entre l'entrée de signal
E et les entrées d'amplificateurs car cas liaisons résultent du membre de droite de l'équation (6), lequel est modifie par rapport à l'équation (5).

Le schéma du filtre modifie, représente à la figure 4, comprendra donc
- les éléments suivants non modifies dans leur structure et leurs liaisons : amplificateurs Al, 42, A3, capacités de bouclage Cli, C22, C33, blocs de liaison 11, 12, 13, 21, 23, 31, 32.

- les éléments suivants modifies : suppression des blocs 10 et 20 de la figure 1 et introduction de blocs appropriés entre les points E et U1 pour réaliser la fonction de transfert -(1+z-1)+z-1 + C11(1-z-1), introduction d'un bloc 40 de fonction -z-1 entre les points E et U2 et d'un bloc 50 de fonction
C31(1-z-1) entre E et U3.

Par exemple, la fonction de transfert -(1+z-1)+z-1 + C11(1-z-1) peut s'écrire -z-1+(C11-1)(1-z-1) et être réalisée par un bloc 10' de fonction -z-1 (capacité commutée de valeur C = 1 du schema de la figure 2 ligne b) et un bloc 20' de fonction (C11-1) (1-z-1) qui est une capacité non commutée de valeur (C111). Les blocs 10' et 20' sont en parallèle entre E et U1.

On remarque que la modification d'équation matricielle n'entraîne pas la nécessité d'introduire un amplificateur inverseur supplémentaire, dans la mesure où C11 est en principe supérieur à 1.

La sortie normale S du filtre (prélevée a la sortie V3 du troisième amplificateur3, fournit un signal qui n'est absolument pas modifie par rapport au schéma de la figure 1 : la fonction de transfert V3/E est rigoureusenent conservée entre les deux schémas, ce qui peut se vérifier par un calcul matriciel simple.

Mais la sortie S, prise à la sortie V'1 de l'amplificateur A1, fournit maintenant un signal tel que V'1/E soit une fonction de transfert passe-haut complémentaire de la fonction passe-bas.

Sans entrer dans le calcul matriciel qui pourrait le montrer, on peut revenir au filtre LC de la figure 3 qui est à l'origine de la conception et qui correspond à l'équation matricielle (5) dans lequel V1 représente la tension d'entrée du quadripôle alimenta par une tension 2E a travers une résistance R, et V3 représente la tension de sortie aux bornes de la charge R
Pour des fréquences spécifiques où l'atténuation d'insertion du quadripôle est nulle, la puissance transmise de l'entrée à la sortie est maximale, et les chutes de tension dans la résistance d'entrée et dans la résistance de charge sont égales à E. On a donc V1 = 2E - E = E et V3 = E.

Par conséquent, comme V'1 = V1 - E, on a V'1 = O lorsque
V3 = E pour les fréquences ou ltatténuation est minimale.

Réciproquement, pour les fréquences où l'atténuation d'insertion est maximale, aucune puissance n'est transmise, V1 est égal à la tension d'entrée soit 2E, donc Vi-E = E, et V3 est nul.

Par conséquent, on a V'1 = O lorsque V3 = E et V'1 = E lorsque V3 = O, ce qui montre bien, au moins à ces fréquences spécifiques, la complémentarité des variables V3 et V'l.

Ceci explique la raison du changement de variable de V1 à V'1 et le choix de la sortie complementaire en sortie du premier amplificateur opérationnel (celui qui, avant changement de variable, représente la tension d'entrée du quadripôle LC).

Dans un autre exemple de réalisation, on peut partir d'une équation matricielle (7) représentant un filtre passe-bas légèrement différent de celui des figures 3 et 4.

| 1 + C'11(1-z-1) 1 C13(1-z-1) || V1 | | (1+z-1) | E | -z-1 C22(1-z-1) -z-1 || V2 | = | 0 | | C31(1-z-1) 1 1+C'33(1-z-1) || V3 | | 0 | (7)
Le même changement de variable V'l = (V1 - E) modifie l'équation matricielle et permet de constituer un schéma de filtre à trois amplificateurs A1, A2, A3 dont les sorties sont V'1, V2,
V3 respectivement et qui est représenté par l'équation matricielle modifie a.

Cette équation s'écrit : | 1 + C'11(1-z-1) 1 C13(1-z-1) || V'1 | | -z-1 C22(1-z-1) -z-1 || V2 | =
C31(1-z-1) 1 1+C'33(1-z-1) || V3 |
| (1+z-1)E - (1+C11(1-z-1)) E |
| -(-z-1) E |
1 -C31(1-z-1) E j (8)
Cette équation (8) permet de dessiner directement un schéma de filtre à capacités commutées comportant les trois amplificateurs Ai, A2, A3, une entrée de signal E et des blocs de liaison qui sont très proches de ceux de la figure 4
Les seules différences sont les suivantes : les blocs 11 et 33 ont maintenant une fonction de transfert 1 et non z-1 (et ils ont d'ailleurs l'avantage autre alors insensibles aux capacités parasites) ; les capacites de bouclage Cl et C33 sont remplacées par C'11 et C'33 le bloc 20' a une fonction de transfert C'11 (1-z-1) et non (C11-1)(1-z-1).

Dans ces conditions, la sortie du troisième amplificateur est toujours une sortie passe-bas, mais la sortie du premier est une sortie passe-haut.

Le mode de raisonnement serait le même pour un filtre passe-bande qu'on voudrait modifier pour que, tout en conservant une sortie passe-bandeg il fournisse en plus une sortie coupe- bande complementaire.

On part de l'équation matricielle represantant le filtre passe-bande, sous la forme suivante
| | | V1 | | Colonne |
| matrice en | | V2 | = | en | E
l zZ j j V3 ≈≈z-1 z
On remplace la variable V1 par V'1 = V1 - E et on en déduit une matrlce modifiée qui permet de dessiner directement un schéma de filtre avec des blocs de liaison rajoutes entre lsentrée de signal et les entres des second et troisième amplificateurs.

Les schémas et explications donne as ci-dessus se réfèrent à un filtre du troisième ordre (trois amplificateurs boucles par des capacités). Cependant l'application a des filtres d'ordre supérieur est possible et la figure 5 montre un exemple de filtre passe-bas du septième ordre, dessine selon la présente invention pour comporter une sortie passe-haut S' complémentaire de la sortie passe-bas S.

Le filtre de la figure 5 comportes pour accomplir la fonction de filtrage passe-bas, des amplificateurs Ai à A7. Les trois premiers sont montés exactement comme à la figure 4 et les références adoptées sont les mêmes. Selon l'invention, une fonction de transfert z-1 est prévue entre l'entrée E et l'entrée du deuxième amplificateur A2, une capacité directe de valeur C31 et de fonction de transfert C31 (1-z-1) est prévue entre l'entrée de l'amplificateur A3. Ces deux éléments correspondent en effet aux éléments qui relient la sortie de l'amplificateur A1 aux entrées des amplificateurs A2 et A3.Une fonction de transfert -z-1 et une capacité de liaison directe de valeur Cll-l sont prévus en parallèle entre l'entrava E et l'entrée de l'amplificateur Ai.

La sortie passe-haut S' du filtre est prise à la sortie de l'amplificateur Al. Mais ici, comme le filtre est du septième ordre, la sortie passe-bas S est prise non pas comme à la figure 4 à la sortie du troisième amplificateur, mais à la sortie du septième amplificateur A7. Les éléments rajoutés par rapport à la figure 4 sont les quatre amplificateurs A4 i A7 avec les liaisons suivantes
- l'entrée de l'amplificateur A4 reçoit la sortie de l'amplificateur A3 par une capacite commutée de fonction de transfert -z-1 et la sortie de l'amplificateur A5 par une autre capacité commutée de même fonction de transfert.L'amplificateur
A4 est boucle entre sa sortie et sont entrée par une capacité non commutée C44
- l'entrée de l'amplificateur A5 reçoit les sorties des amplificateurs A4 et A6 par des capacités commutées respectives de fonction de transfert i ; elle reçoit aussi les sorties des amplificateurs A3 et A7 par des capacités non commutées C53 et C57 enfin l'amplificateur As est boucle entre sa sortle et son entrée par une capacité non commutée C55
- l'entrée de l'amplificateur A6 reçoit les sorties des amplificateurs As et A7 par des capacîtes commutées respectives de fonction de transfert -z~ ; de plus l'amplificateur est bouclé entre sa sortie et son entrée par une capacité non commutée C66
- l'entrée de l'amplificateur A7 reçoit la sortie de.

l'amplificateur A6 par une capacité commutée de fonction de transfert 1 ; elle reçoit aussi la sortie de l'amplificateur A5 par une capacité non commutée C75 ; de plus, l'amplificateur A5 est bouclé entre sa sortie et son entrée par une capacite non commutée C77 en parallèle avec une capacité commutée de fonction de transfert z-1 (qui pourrait être remplacée par une capacité de fonction 1 comme dans le cas de la figure 4 en modifiant le bouclage des premiers amplificateurs et la valeur de la capacite de liaison directe entre l'entrée E et l'entrée A1).

- à ces liaisons il faut rajouter une capacité non commutée C35 reliant la sortie de l'amplificateur As à l'entraxe del'amplificateur A3 et une capacite commutée de fonction de transfert 1 reliant å la même entrée la sortie de l'amplificateur A4.

Il est à noter que le nombre d'interrupteurs du schéma peut être réduit en regroupant des interrupteurs fonctionnant en phase et correspondant à deux blocs reliés à un même point.

Dans un exemple numérique, les capacités ont les valeurs suivantes (prises par rapport à une valeur unitaire qui est celle des capacités commutées de fonction de transfert 1 ou z-1)
C11 = 11,215 C35 = 2,776 C57 = 1,047
C13 = 13,411 C44 = 5,710 C66 = 5,970
C22 = 1,560 C53 - 2,776 C75 = 1,047
C31 ~ 13,411 C55 = 10,648 C77 = 4,116
C33 = 22,643
On a simule le fonctionnement du filtre et vérifié qu'on avait, aux fréquences spécifiques ci-dessous, une très bonne concordance entre d'une part les atténuations minimales et maximales sur la sortie S, et d'autre part réciproquement les atténuations maximales sur 11 autre sortie S'
Frequences Sortie S Sortie Sl
(Hz) (atténuation en dB) atténuation en dB)
0 0,00000 116,5
1022,84 0,00097 36,5
1915,70 0,00000 103,7
2605,34 0,00097 36,5
3085,09 0,00000 96,7
3356,73 0,00097 36,5
3549,12 0,00000 98,4
3600,00 0,00097 36,5
4400,00 33,0 0,0022
4462,90 infinie 0,0000
4676,11 33,0 0,0021
5130,70 infinie 0,0000
6065,93 33,0 0,0022
8203,67 infinie 0,0000
14884,53 33,0 0,0022
64000,00 infinie 0,0000
Les filtres selon l'invention sont tout particulièrement adaptés à une réalisation en circuits intégrés de technologie MOS (Métal-Oxyde-Semiconducteur).

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Filtre à capacités commutées, comportant au moins trois amplificateurs différentiels (A1, A2, A3) ayant chacun leur sortie (V'1, V2, V3) rebouclée par une capacité de liaison directe (C11, C22, C33) sur leur entre inverseuses le filtre comportant en outre des capacités commutées ou non commutées d'une part entre l'entrée de chacun de ces amplificateurs différentiels et la sor tie d'au moins un autre amplificateur ou éventuellement du même, d'autre part entre une entrée de signal (E) et l'entrée d'un premier amplificateur différentiel, filtre caractérisé en ce qu'il est prévu,

a) entre l'entrae de signal (E) et lVentree du premier amplificateur différentiel (Al) une capacité de liaison directe (20') en parallèle avec une capacite commutée (10')

entre l'entrée de signal (E) et l'entrée d'un deuxième aplificateur différentiel (A2), une capacité (40), commutée ou non, identique en valeur et en mode de commutation à une capacité (21) prévue entre la sortie du premier amplificateur et l'entrée du deuxième ;;

c) entre l'entrée de signal (E) et l'entrée d'un troisième amplificateur (A3), une capacité (50) commutée ou non, identique en valeur et en mode de commutations à une capacité (31) prévue entre la sortie du premier amplificateur et l'entrez du troisième.

2. Filtre selon la revendication l, caractérisé en ce que, en prenant comme référence de valeur unitaire la valeur d'une capacité commutée (11) présente entre la sortie et l'entrée du premier amplificateur et en supposant que la valeur de la capacite de bouclage entre la sortie et l'entrée du premier amplificateur est egale à Cl, la valeur de la capacité de liaison directe (20') entre l'entrée de signal et l'entrée du premier amplificateur est prise égale à Cll-l.

3. Filtre selon la revendication 1, caractérise en ce que, en prenant comme référence de valeur unitaire la valeur d'une capacité commutée (11) présente entre la sortie et l'entrée du premier amplificateur, et en supposant que la valeur de la capacite de bouclage entre la sortie et l'entrée du premier amplificateur est égale à C'11, la valeur de la capacité de liaison directe antre l'entrée de signal et l'entrée du premier amplificateur est prise égale à C'11.

4. Filtra selon l'une des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que la valeur de la capacite commutée (10') entre l'entrée de signal et l'entrée du premier amplificateur est également unitaire

5. Filtre selon la revendication â, caractérisé et ce que la capacité commutée (10') entre l'entrée de signal et l'entrée du premier amplificateur est une capacité reliée à deux commutateurs (K4, K5) agences pour relier, dans une première phase, une première borne de la capacite a la masse et une deuxième borne à l'entrée du premier amplificateur et, dans une deuxième phase, la première borne à l'entrée de signal et la deuxième å la masse.

6 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est prevu une capacite de liaison directe entre l'entrée du troisieme amplificateur et la sortie du premier, et une capacité de liaison directe de meme valeur entre l'entrée de signal et l'entrée du troisième amplificateur.

7. Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que la capacité entre l'entrée de signal et ltentrée du deuxième amplificateur est une capacité reliée i deux commutateurs agences pour relier, dans une première phase, une premier borne de la capacite à la masse et une deuxième borne à ltentrée du premier amplificateur et, dans une deuxième phase, la première borne à l'entrée de signal et la deuxième à la massa.