FR2554615A1 - Sommateur de signaux analogiques applicable dans des filtres transversaux analogiques - Google Patents

Abstract

LE SOMMATEUR A N ENTREES A0, S0; A1, S1; ...; AN, SN AUXQUELLES SONT APPLIQUEES DES SIGNAUX ANALOGIQUES, CHAQUE ENTREE COMPORTANT DEUX FILS, L'UN AX TRANSMETTANT LA VALEUR ABSOLUE DU SIGNAL ANALOGIQUE ET L'AUTRE SX SON SIGNE. CHAQUE ENTREE AX, SX EST RELIEE A L'ENTREE D'UN AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL AMPX AYANT UNE SORTIE D'UN PREMIER TYPE OX ET UNE SORTIE D'UN SECOND TYPE OX. A LA SORTIE DU PREMIER TYPE OX, EST APPLIQUE LE SIGNAL ANALOGIQUE AMPLIFIE POSITIF OU NEGATIF SELON LE SIGNE APPLIQUE AU FIL DE SIGNE SX ET A LA SORTIE DU SECOND TYPE OX, EST APPLIQUE LE SIGNAL ANALOGIQUE AMPLIFIE NEGATIF OU POSITIF SELON LE SIGNE APPLIQUE. LES SORTIES DU PREMIER TYPE OX SONT RELIEES A L'ENTREE D'UN AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL OP ET LES SORTIES DU SECOND TYPE OX SONT RELIEES A L'ENTREE - DE L'AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL OP. LES ENTREES ET - DE L'AMPLIFICATEUR OP SONT RESPECTIVEMENT RELIEES A UNE SOURCE DE TENSION VCC PAR DEUX RESISTANCES EGALES R, R-. LA SORTIE DE L'AMPLIFICATEUR OP DELIVRE LE SIGNAL ANALOGIQUE SOMME.

Description

La présente invention concerne un sommateur de signaux analogiques qui trouve une application particulière dans les filtres transversaux analogiques.

Un filtre transversal comprend un ligne à retard à prises multiples à l'entrée de laquelle est appliqué un signal analogique, les signaux délivrés par les prises étant, après avoir été multipliés par des coefficients, sommés dans un sommateur analogique. Le filtre qui vient d'être défini est un filtre transversal direct. Dans un filtre transversal récursif, une seconde ligne à retard à prises multiples est prévue, à l'entrée de laquelle est appliqué le signal de sortie du sommateur, les signaux délivrés par les prises étant encore pondérés, puis sommés dans le meme sommateur. Ces filtres sont utilisés pour le traitement de signaux reçus et sont particulièrement utiles dans les correcteurs d'échos, c'est-à-dire pour l'élimination des interférences entre symboles.Dans ce type d'application, les coefficients de pondération peuvent être variables pour rendre le filtre adaptatif et, en particulier, les signes des coefficients sont quelconques.

Dans les sommateurs classiques, chaque entrée comporte deux fils, le premier affecté à la valeur absolue, le second au signe. Le premier fil est relié à l'entrée d'un étage séparateur dont la sortie est reliée en parallèle à l'entrée d'un amplificateur direct et à l'entrée d'un amplificateur inverseur. Les sorties de ces amplificateurs, dont les gains sont supposés égaux, sont reliées aux entrées d'un commutateur analogique qui transmet le signal de sortie de l'un des amplificateurs selon le signe qui lui est transmis par le second fil. La sortie du commutateur est reliée à une entrée d'un amplificateur opérationnel. Dès que les entrées sont nombreuses, de l'ordre de dix, un tel circuit occupe une place prohibitive.D'autre part, les commutateurs analogiques ne sont pas parfaits et leurs entrées ne sont pas Farfaitement isolées, ce qui est très important quand les signaux appliqués sont faibles. Les gains des amplificateurs ne sont pas tous identiques, si bien que le sommateur ne peut pas etre considéré comme transparent.

Un objet de l'invention consiste à prévoir un sommateur de signaux analogiques utilisable notamment dans un filtre transversal défini ci-dessus.

Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un sommateur à n entrées auxquelles sont appliqués des signaux analogiques, chaque entrée comportant deux fils, l'un transmettant la valeur absolue du signal analogique et l'autre son signe, chaque entrée étant reliée à l'entrée d'un amplificateur différentiel ayant une sortie d'un premier type et une sortie d'un second type, à la sortie du premier type étant appliqué le signal analogique amplifié positif ou négatif selon le signe appliqué au fil de signe, et à la sortie du second type étant appliqué le signal analogique amplifié négatif ou positif selon le signe appliqué au fil de signe, les sorties du premier type des n amplificateurs différentiels étant reliées à l'entrée + d'un amplificateur opérationnel et les sorties du second type des n amplificateurs différentiels étant reliées à l'entrée - de l'amplificateur opérationnel, les entrées + et - de l'amplificateur opérationnel étant respectivement reliées à une source de tension par deux résistances égales, la sortie de l'amplificateur opérationnel délivrant le signal analogique somme des signaux analogiques appliqués.

Suivant une autre caractéristique, les amplificateurs différentiels sont des amplificateurs différentiels à émetteurs couplés.

Suivant une autre caractéristique, chacun des n amplificateurs différentiels se compose de deux transistors npn dont les émetteurs sont reliés par une résistance de relativement faible valeur, la base du premier transistor étant reliée à l'entrée transmettant la valeur absolue et celle du second étant polarisée, les émetteurs des premier et second transistors étant reliés à des générateurs de courants constants, le collecteur du premier transistor étant relié direct ment aux émetteurs d'un trqisième et quatrième transistor npn et le collecteur du second transistor étant relié directement aux émetteurs d'un cinquième et sixième transistors npn, les bases des troisième et cinquième transistors étant reliées à l'entrée de transmission de signe et les bases des quatrième et sixième transistors étant polarisées à une tension intermédiaire entre les deux valeurs de tension applicables à l'entrée de transmission de signe, les collecteurs des troisième et sixième transistors étant reliés, en parallèle, à la sortie du premier type et les collecteurs des quatrième et cinquième transistors étant reliés, en parallèle, à la sortie du second type.

Les caractéristiques de l'invention mentionnées ci-dessus, ain si que d'autres, apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante d > un exemple de réalisation, ladite description étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels:
la Fig. 1 est un bloc-diagramme d'un sommateur suivant l'invention, et
la Fig. 2 est un schéma d'un amplificateur différentiel utilisé dans le sommateur de la Fig. 1.

A la Fig. 1, on a représenté le schéma d'un sommateur suivant l'invention, ainsi que les autres éléments essentiels d'un filtre transversal linéaire. Le signal à filtrer est appliqué par l'entrée E d'une chaîne de n cellules de retard R1 à Rn dont les sorties sont reliées aux premières entrées de multiplicateurs Ml à Mn, l'entrée E étant également reliée à la première entrée d'un multiplicateur MO.

Aux secondes entrées des multiplicateurs MO à Mn sont appliqués des valeurs de coefficients déterminés selon une méthode qui ne fait pas partie de l'invention. Chaque coefficient peut être positif ou négatif, ce qui explique que chaque seconde entrée de MO à Mn est reliée à deux fils, l'un transmettant la valeur absolue du coefficient et l'autre le signe.

Les sorties des multiplicateurs MO à Mn sont également chacune reliées à deux fils, les uns AO à An transmettant chacun la valeur absolue du signal multiplié et les autres SO à Sn le signe. Les fils
AO à An et SO à Sn sont reliés aux entrées correspondantes d'un sommateur de signaux analogiques SOM.

Dans le sommateur SOM, la paire de fils AO et SO est reliée à la paire d'entrées correspondantes d'un amplificateur AMPO, la paire de fils Al et S1 à la paire d'entrées correspondantes d'un amplificateur différentiel AMP1, ... et la paire de fils An et Sn à la paire d'entrées correspondantes d'un amplificateur différentiel AMPn. Les amplificateurs AMPO à AMPn sont identiques et comportent chacun deux sorties qui sont respectivement 01*, 010; 02*, 020; ... et On*, OnO.

Les sorties 01* à On* sont reliées en parallèle à l'entrée + d'un amplificateur opérationnel OP. Les sorties 010 à OnO sont reliées en parallèle à l'entrée - de l'amplificateur opérationnel OP. Les entrées + et - de l'amplificateur opérationnel OP sont respectivement reliées à une source de tension de référence +Vcc par deux résistances égales R+ et R-. La sortie de l'amplificateur opérationnel OP de livre le signal sommé, qui est également le signal de sortie du filtre. En pratique, le signe * correspond au premier type de sortie et le signe au second type de sortie qui ont été mentionnés dans les caractéristiques ci-dessus.

Le schéma de la Fig. 2 est celui d'un amplificateur différentiel AiIPx de la chaîne des amplificateurs APO à AMP1 de la Fig. 1.

Dans l'amplificateur AMPx, on retrouve ses entrées Ax et Sx et ses sorties Ox* et OxO.

L'entrée Ax est reliée à la base d'un transistor npn T1 dont l'émetteur est relié, d'une part, par une résistance Re, à l'émetteur d'un transistor npn T2 et, d'autre part, au collecteur d'un transistor npn T3. Le transistor T2 a sa base reliée, par une résistance R1, au point commun à deux résistances R2 et R3, montées en série entre une source de tension de référence - V et la masse.

L'émetteur du transistor T3 est relié à la source de tension
V par une résistance R4. Sa base est reliée, d'une part, à la source de tension - V par une diode D1 et une résistance R5 en série et, d'autre part, à la base d'un transistor T4. La base du transistor T4 est encore reliée, d'une part, à la source de tension - V par une diode D2 et une résistance R6 en série, et, d'autre part, au point commun à une diode D3 et une résistance R7 montées en série entre la source de tension - V et la masse. L'émetteur du transistor T4 est relié à la source de tension - V par une résistance R8.

Le collecteur du transistor T4 est relié directement à l'émetteur du transistor T2.

Les composants T3, D1, R4 et R5 forment un générateur de courant classique. De meme, les composants T4, D2, R8 et R6 forment un générateur de courant, pratiquement identique au premier. Les composants D3 et R7 assurent la polarisation des bases des transi se tors T3 et T4.

Les composants R1, R2 et R3 assurent classiquement la polarisation de la base du transistor T2.

Le collecteur du transistor T1 est relié directement aux émetteurs de deux transistors npn T5 et T6. La base du transistor T5 est reliée au point commun à deux résistances R9 et R10 montées en série entre la masse et l'entrée Sx. La base du transistor T6 est reliée par une résistance R11 au point commun à deux résistances R12 et R13 montées en série entre une source de tension de référence + V et la masse.

Le collecteur du transistor T2 est relié directement aux émetteurs de deux transistors npn T7 et T8. La base du transistor T7 est directement reliée a la base du transistor T5. La base du transistor
T8 est reliée par une résistance F14 au point commun aux résistances Ri2 et R13.

Les collecteurs des transistors T5 et T8 sont directement reliés, en parallèle, à la sortie Ox*, tandis que les collecteurs des transistors T6 et T7 sont directement reliés, en parallèle, à la sorte OxO.

La tenson appliquée en Sx est soit comprise entre 0 et +5V quand le signe à transmettre est positif, soit égale à OV quand le signe est négatif, Le potentiel sur les bases des transistors T5 et
T7 est donc soit + V', compris entre O et +5V, soit OV. Par ailleurs, la tension de polarisation + V" appliquée aux bases des transistors
T6 et TS par le réseau des résistances R11 à R14 est inférieure à + Vl. il en résulte que, quand le signe de Sx est positif les transistors T5 et T7 conduisent alors que les transistors T6 et T8 sont bloqués, et vice versa quand le signe de Sx est négatif.

A la Fig. 2, on a également montré les résistances R+ et Rrespectivement reliées aux sorties Ox* et OxO.

En pratique, les huit transistors T1 à T8 peuvent être ceux qui existent dans un circuit intégré du type TCA 240 a seize bornes accessibles.

Les transistors T1 et T2 forment un amplificateur différentiel à émetteurs couplés dont la somme des courants émetteurs-collecteurs est déterminée par les générateurs de courant formés par les transistors T3 et T4. il en résulte que la valeur absolue du signal vidéo est transmise avec amplitude positive par le collecteur du transistor T1 et avec amplitude négative par le collecteur du transistor T2.

Selon la valeur de signe appliquée à l'entrée Sx, le courant sur le collecteur du transistor Tl est transmis par T5 ou T6 tandis que le courant sur le collecteur du transistor T2 est transmis par T7 ou T8.

Si ce signe est positif, le courant de Tl parcourt la résistance R+ tandis que le courant de T2 parcourt la résistance R-. Quand le signe est négatif, le courant de T1 parcourt la résistance R- tandis que le courant de T2 parcourt la résistance R+. On a donc bien additions symétriques dans les résistances R+ et R- des signaux Sx.Ax.

La sortie de l'amplificateur OP délivre une tension proportionnelle à la somme des signaux analogiques appliqués aux entrées du sommateur, le coefficient de proportionnalité étant constant.

En pratique, un élément de ce coefficient de proportionnalité est le gain des amplificateurs AMPx, qui lui-même est pratiquement égal au rapport R/Re. il est facile de prendre des résistances R+ et
R- égales ce qui conduit à une valeur R bien définie. D'autre part, pour la résistance Re de chaque amplificateur AMPx, il suffit d'avoir une précision du centième pour garantir des gains égaux dans les amplificateurs différentiels.

Par ailleurs, on observera que les montages symétriques des transistors T5, T6 et T7, T8 assurent des symétries parfaites dans les courants appliqués aux sorties Ox* et OxO.

Claims (3)

REVENDICATIONS

1) Sommateur de signaux analogiques à n entrées (AO, SO; Al,

S1; ... ; An, Sn) auxquelles sont appliqués des signaux analogiques, chaque entrée comportant deux fils, l'un (Ax) transmettant la valeur absolue du signal analogique et l'autre (Sx) son signe, caractérisé en ce que chaque entrée (Ax, Sx) est reliée à l'entrée d'un amplificateur différentiel (AMPx) ayant une sortie d'un premier type (Ox*) et une sortie d'un second type (OxO), à la sortie du premier type (Ox*) étant appliqué le signal analogique amplifié positif ou négatif selon le signe appliqué au fil de signe (Sx) et à la sortie du second type (oxo) étant appliqué le signal analogique amplifié négatif ou positif selon le signe appliqué au fil de signe (Sx), les sorties du premier type (Ox*) des n amplificateurs différentiels (AMPO à AMPn) étant reliées à l'entrée + d'un amplificateur opérationnel (OP) et les sorties du second type (OxO) des n amplificateurs différentiels (AMPO à AMPn) étant reliées à l'entrée - de l'amplificateur opérationnel (OP), les entrées + et - de l'amplificateur opérationnel (OP) étant respectivement reliées à une source de tension (+Vcc) par deux résistances égales (R+, R-),- la sortie de l'amplificateur opérationnel (ouf) délivrant le signal analogique somme des signaux analogiques appliqués.

2) Sommateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les amplificateurs différentiels (AMPO à AMPn) sont des amplificateurs différentiels à émetteurs couplés.

3) Sommateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des n amplificateurs différentiels (AMPO à AMPn) se compose de deux transistors npn (T1, T2) dont les émetteurs sont reliés par une résistance (Re) de relativement faible valeur, la base du premier transistor (T1) étant reliée à l'entrée (Ax) transmettant la valeur absolue et celle du second (T2) étant polarisée, les émetteurs des premier et second transistors (T1, T2) étant reliés à des générateurs de courants constants (T3, T4), le collecteur du premier transistor (Tl) étant relié directement aux émetteurs d'un troisième et quatrième transistor npn (T5, T6) et le collecteur du second transistor (T2) étant relié directement aux émetteurs d'un cinquième et d'un sixième transistor npn (T7, T8), les bases des troisième et cinquième transistors (T5, T7) étant reliées à l'entrée de transmission de signe (Sx) et les bases des quatrième et sixième transistors (T6, T8) étant polarisées à une tension intermédiaire entre les deux valeurs de tension applicables à l'entrée de transmission de signe (Ex), les collecteurs des troisième et sixième transistors (T5, T8) étant reliés, en parallèle, à la sortie du premier type (Ox*) et les collecteurs des quatrième et cinquième transistors (T6, T7) étant reliés, en parallèle, à la sortie du second type.