FR2689338A1 - Amplificateur différentiel, comparateur et convertisseur analogique/numérique rapide utilisant cet amplificateur. - Google Patents

Amplificateur différentiel, comparateur et convertisseur analogique/numérique rapide utilisant cet amplificateur. Download PDF

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Abstract

Un convertisseur analogique/numérique rapide (15) comprend un circuit amplificateur différentiel perfectionné. Chaque comparateur (61) qui est incorporé dans le convertisseur reçoit directement une tension d'entrée analogique complémentaire ou différentielle à convertir. Chaque comparateur comprend un circuit amplificateur différentiel qui compare une différence de tension d'entrée analogique et une différence de tension de référence. Un signal binaire qui représente le résultat de la comparaison est appliqué à un codeur (4) par l'intermédiaire d'un circuit de conversion en binaire. Une tension d'entrée analogique qui ne doit pas être convertie est directement appliquée au comparateur, c'est-à-dire au circuit amplificateur différentiel, sans passer par des composants ou des éléments résistifs, ce qui évite un retard dans la conversion.

Description

i
AMPLIFICATEUR DIFFERENTIEL, COMPARATEUR ET
CONVERTISSEUR ANALOGIQUE/NUMERIQUE RAPIDE
UTILISANT CET AMPLIFICATEUR
La présente invention concerne de façon générale un amplificateur
différentiel, un comparateur et un convertisseur analogique/numérique ra-
pide utilisant cet amplificateur, et elle porte plus particulièrement sur un convertisseur analogique/numérique ayant une vitesse de fonctionnement améliorée La présente invention s'applique spécialement à des convertis-
seurs analogiques/numériques du type série-parallèle.
Des convertisseurs destinés à convertir des signaux analogiques en signaux numériques (que l'on appellera ci-après convertisseurs A/N) ont été largement utilisés dans l'art antérieur pour appliquer un traitement de signal numérique à des signaux analogiques Par exemple, le domaine du
traitement des signaux vidéo exige un traitement de signal numérique rapi-
de, ce qui fait qu'un convertisseur A/N doit fonctionner avec une vitesse élevée.
Des convertisseurs A/N connus pour la conversion rapide compren-
nent un convertisseur A/N de type parallèle classique et un convertisseur A/N de type série-parallèle Dans les convertisseurs A/N du type parallèle comme du type série-parallèle, un ensemble de signaux d'entrée analogiques
sont appliqués en parallèle à des entrées de comparateurs Dans un con-
vertisseur A/N de type série-parallèle, un signal analogique est converti
en un signal numérique d'une manière série dans le temps.
Un comparateur prévu pour l'utilisation dans un convertisseur A/N
comporte généralement un amplificateur différentiel La vitesse de fonction-
nement de l'amplificateur différentiel affecte donc directement la vites-
se de conversion du convertisseur A/N Bien que la présente invention soit applicable de façon générale à un amplificateur différentiel et à un circuit électronique utilisant cet amplificateur, on décrira ci-après, à
titre d'exemple, une application de la présente invention à un convertis-
seur A/N.
La figure 17 est un schéma synoptique de circuit d'un convertis-
seur A/N classique Un circuit équivalent du convertisseur A/N représenté sur la figure 17 est présenté dans le document "Digest of Technical Papers of ISSCC of 1990 " pages 162-163 En se référant à la figure 17, on note que le convertisseur A/N 900 comprend un circuit de génération de tension de référence 902, destiné à produire une tension de référence, un circuit de résistances en échelle 901, des comparateurs 908 a à 908 f
et un codeur 4 Des signaux d'entrée analogiques complémentaires ou dif-
férentiels VI et V 2 sont appliqués aux comparateurs 908 a à 908 f par l'in-
termédiaire du circuit de génération de tension de référence 902 et du circuit de résistances en échelle 901 Le circuit de génération de tension de référence 902 comporte des sources de tension 903 à 906, et chacune d'elles est destinée à produire une tension de référence VREF Le circuit de résistances en échelle 901 comporte également des résistances, ayant chacun une valeur Rr, qui sont connectées en échelle On désigne par Vr
la différence de potentiel entre les extrémités opposées de chaque résis-
tance Le codeur 4 émet des données numériques converties Dl à Dm.
La figure 18 est un diagramme qui illustre le fonctionnement du convertisseur A/N qui est représenté sur la figure 17 On décrira le fonctionnement ci-après en se référant aux figures 17 et 18 Chacun des
comparateurs 908 a à 908 f reçoit une tension d'entrée positive et une ten-
sion d'entrée négative provenant du circuit de résistances en échelle 901.
Par exemple, le comparateur 908 a reçoit une tension d'entrée positive Vap et une tension d'entrée négative Van à partir du circuit de résistances
en échelle 901 De façon similaire, le comparateur 908 b reçoit une ten-
sion d'entrée positive Vbp et une tension d'entrée négative Vbn La fi-
gure 18 montre le changement de la tension d'entrée de chacun des com-
parateurs 908 a à 908 f, en fonction d'une tension d'entrée analogique Vi.
En d'autres termes, l'abscisse représente la variation de la tension d'en-
trée analogique VI, tandis que l'ordonnée représente la variation de la
tension d'entrée de chacun des comparateurs 908 a à 908 f.
En premier lieu, des tensions Vcp et Vdp toutes deux égales à la
tension d'entrée Vi, suivent des lignes continues croissantes sur la fi-
gure 18 La tension d'entrée V 2, complémentaire de la tension d'entrée Vi (ou différentielle), est représentée par une ligne continue décroissante ayant une valeur absolue égale à celle de VI Les tensions Vcn et Vdn sont donc représentées par une ligne continue décroissante au centre du diagramme. La tension Vap devient supérieure à la tension d'entrée Vi, avec un écart égal à VREF, à cause de la source de tension 903 D'autre part, la tension Van devient inférieure à la tension d'entrée VI, avec un écart égal à VREF, à cause de la source de tension 905 Les tensions Vap et
Van sont donc respectivement représentées par une ligne continue crois-
sante et par une ligne continue décroissante dans le diagramme La ten-
sion Vfp devient inférieure à la tension d'entrée Vi, avec un écart égal
à VREF' à cause de la source de tension 904 La tension Vfn devient su-
périeure à la tension d'entrée VI, avec un écart égal à VREF, à cause
de la source de tension 905 Les tensions Vfp et Vfn sont donc représen-
tées respectivement par une ligne continue croissante et une ligne conti-
nue décroissante dans le diagramme.
Chacun des comparateurs 908 a à 908 f compare une tension d'en-
trée positive reçue avec une tension d'entrée négative reçue Par exem-
ple, le comparateur 908 a compare une tension Vap avec Van Lorsque
Vl-V 2 est égale à -2 V REF la tension Vap devient égale à la tension Van.
Le comparateur 908 a fournit donc en sortie un signal de niveau bas (état logique bas) lorsque la tension V 1-V 2 est inférieure à -2 V REF tandis
qu'il fournit en sortie un signal de niveau haut (état logique haut) lors-
que V 1-V 2 est supérieure à -2 VREF.
Le comparateur 908 b compare les tensions Vbp et Vbn Lorsque V 1-V 2 est égale à -2 V REF+ 2 Vr, la tension Vbp devient égale à Vbn Par conséquent, le comparateur 908 b émet un signal de niveau bas lorsque V 1-V 2 est inférieure à -2 VREF+ 2 Vr, tandis qu Til émet un signal de niveau
haut lorsque V 1-V 2 est supérieure à -2 V REF-2 Vr.
De la même manière, chaque fois que la différence Vl-V 2 entre
les tensions d'entrée VI et V 2 est augmentée de 2 Vr, le nombre des com-
parateurs qui émettent un signal de niveau haut est augmenté un par un, en partant du comparateur 908 a et en allant vers le comparateur 908 f, représentés sur la figure 17 Le changement des signaux de sortie des
comparateurs 908 a à 908 f est indiqué dans le Tableau 1 suivant.
Tableau 1
Entrée analogique Sortie du comparateur
V 1-V 2
908 a 908 b 908 e 908 d 908 e 908 f
-2 VREF B B B B B B
-2 VREF H B B B B B
-2 VREF + 2 Vr -2 VREF + 2 Vr H H B B B B -2 VREF + 4 Vr -2 Vr H H B B B B V O
0 H H H H B B
2 Vr 2 VREF-4 Vr H H H H B B 2 VREF-2 Vr 2 VREF-2 Vr H H H H H B
2 VREF
2 VREF H H H H H H
Comme on le voit dans le Tableau 1, chaque fois que la différence V 1-V 2 des tensions d'entrée est augmentée de 2 Vr, un nombre accru de comparateurs émettent un signal de niveau haut, en commençant du côté gauche et en allant vers le côté droit du Tableau 1 En d'autres termes, les comparateurs 908 a à 908 f émettent des signaux de sortie que l'on ap-
pelle un "code de thermomètre" Le codeur 4 reçoit des codes de thermo-
mètre à partir des comparateurs 908 a à 908 f, de façon à émettre des si-
gnaux numériques Dl à Dm.
Comme on le voit sur la figure 17, chacun des comparateurs 908 a
à 908 f reçoit une tension d'entrée positive et une tension d'entrée néga-
tive correspondantes, par l'intermédiaire du circuit de résistances en
échelle 901 En d'autres termes, des signaux d'entrée analogiques complé-
mentaires ou différentiels VI et V 2, devant être convertis, sont appliqués à chacun des comparateurs 908 a à 908 f par l'intermédiaire du circuit de
résistances en échelle 901 La borne d'entrée positive et la borne d'en-
trée négative correspondantes de chacun des comparateurs 908 a à 908 f ont une capacité parasite par rapport à la masse Une variation de la tension d'entrée positive et de la tension d'entrée négative appliquées est retardée conformément à une constante de temps qui est déterminée par la capacité parasite et par la résistance Rr du circuit de résistances en échelle 901 En d'autres termes, une variation de la tension d'entrée appliquée à chaque comparateur est retardée, ce qui réduit la vitesse de
conversion du convertisseur A/N 900.
Un but de la présente invention est d'améliorer la vitesse de
conversion d'un convertisseur A/N.
Un autre but de la présente invention est de procurer un ampli-
ficateur différentiel convenant pour une conversion analogique/numérique rapide. Un but supplémentaire de la présente invention est de procurer
un comparateur convenant pour une conversion analogique/numérique rapide.
Selon un aspect, un amplificateur différentiel conforme à la pré-
sente invention comprend une première source de courant constant qui est destinée à faire circuler un premier courant constant prédéterminé, une seconde source de courant constant qui est destinée à faire circuler
un second courant constant prédéterminé, un circuit de génération de cou-
rant croissant qui est destiné à fournir un courant croissant à la pre-
mière source de courant constant sous l'effet d'un signal d'entrée analo-
gique, un circuit de génération de courant décroissant qui est destiné à fournir un courant décroissant à la première source de courant constant sous l'effet d'un signal d'entrée analogique, un premier circuit de génération de courant constant qui est destiné à fournir un troisième courant prédéterminé à la seconde source de courant constant sous l'effet d'une première tension de référence appliquée, un second circuit de génération
de courant constant qui est destiné à fournir un quatrième courant cons-
tant prédéterminé à la seconde source de courant constant sous l'effet
d'une seconde tension de référence appliquée, un premier circuit de char-
ge dont une extrémité est connectée à un potentiel de source d'énergie
et dont l'autre extrémité est connectée au circuit de génération de cou-
rant croissant et au second circuit de génération de courant constant, et un second circuit de charge ayant une extrémité connectée au potentiel
de source d'énergie et l'autre extrémité connectée au circuit de généra-
tion de courant décroissant et au premier circuit de génération de cou-
rant constant Le premier courant constant prédéterminé équivaut à une somme du courant croissant et du courant décroissant Le second courant constant prédéterminé équivaut à une somme des troisième et quatrième courants constants La tension de sortie différentielle est fournie par
l'intermédiaire de l'autre extrémité de chacun des premier et second cir-
cuits de charge.
Conformément à un autre aspect de la présente invention, l'ampli-
ficateur différentiel comprend une première source de courant constant qui est destinée à faire circuler un premier courant constant prédéterminé, une seconde source de courant constant qui est destinée à faire circuler
un second courant constant prédéterminé, un circuit de génération de cou-
rant croissant qui est destiné à fournir un courant croissant à la pre-
mière source de courant constant sous l'effet d'un signal d'entrée analo-
gique, un premier circuit de génération de courant de compensation qui est destiné à fournir un premier courant de compensation à la première
source de courant constant, un circuit de génération de courant décrois-
sant qui est destiné à fournir un courant décroissant à la seconde source
de courant constant sous l'effet d'un signal analogique d'entrée, un se-
cond circuit de génération de courant de compensation qui est destiné à fournir un second courant de compensation à la seconde source de courant constant, un premier circuit de charge ayant une extrémité connectée à un potentiel de source d'énergie et l'autre extrémité connectée au circuit de génération de courant croissant et au second circuit de génération de
courant de compensation, et un second circuit de charge ayant une extré-
mité connectée au potentiel de source d'énergie et l'autre extrémité con-
nectée au circuit de génération de courant décroissant et au premier cir-
cuit de génération de courant de compensation Une tension de sortie dif-
férentielle est fournie par l'intermédiaire de l'autre extrémité de chacun
des premier et second circuits de charge.
Selon un aspect supplémentaire de la présente invention, un com-
parateur comprend l'un des amplificateurs différentiels décrits cidessus,
et un circuit de conversion en binaire qui est destiné à produire un si-
gnal binaire sous l'effet d'une tension de sortie différentielle qui est
fournie par l'amplificateur différentiel.
Selon encore un autre aspect supplémentaire de la présente in-
vention, un convertisseur A/N comprend un circuit de génération de si-
gnaux différentiels qui est destiné à produire des premier et second si-
gnaux différentiels sous l'effet d'un signal d'entrée analogique, un cir-
cuit de génération de tensions de référence qui est destiné à produire des première et seconde tensions de référence pour définir une différence de potentiel élevée prédéterminée, et des troisième et quatrième tensions de référence pour définir une faible différence de potentiel prédéterminée,
un premier comparateur qui est destiné à comparer une différence de ten-
sion entre les premier et second signaux différentiels et une différence
entre les première et seconde tensions de référence, et un second compa-
rateur qui est destiné à comparer une différence de tension entre les pre-
mier et second signaux différentiels et une différence entre les troisiè-
me et quatrième tensions de référence Chacun des premier et second com-
parateurs est constitué par le comparateur décrit ci-dessus.
Dans le fonctionnement du convertisseur A/N, un signal d'entrée
analogique à convertir est directement appliqué au comparateur, c'est-à-
dire à l'amplificateur différentiel, sans passer par le circuit de résis-
tances, ce qui permet à l'amplificateur différentiel et au comparateur de
fonctionner avec une vitesse élevée La vitesse de conversion du convertis-
seur A/N peut donc être améliorée.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux
compris à la lecture de la description qui va suivre de modes de réali-
sation, donnés à titre d'exemples non limitatifs La suite de la description se réfère aux dessins annexés dans lesquels: La figure 1 est un schéma synoptique de circuit d'un convertisseur
A/N de type série-parallèle conforme à un mode de réalisation de la pré-
sente invention.
La figure 2 est un schéma synoptique d'un circuit de conversion
A/N de bits d'ordre inférieur qui est représenté sur la figure 1.
La figure 3 est un schéma synoptique d'un circuit de génération
de tension de référence qui est représenté sur la figure 2.
La figure 4 est un schéma de circuit d'un comparateur qui est
représenté sur la figure 2.
La figure 5 est une représentation graphique montrant la relation
entre une différence de tension d'entrée et un courant dérivé.
La figure 6 est un schéma montrant un autre exemple d'un circuit
de conversion en binaire qui est représenté sur la figure 2.
La figure 7 est un schéma de circuit d'un comparateur conforme
à un autre mode de réalisation de la présente invention.
La figure 8 est un schéma de circuit d'un comparateur conforme
à un mode de réalisation supplémentaire de la présente invention.
La figure 9 est un schéma de circuit d'un comparateur montrant
encore un autre mode de réalisation supplémentaire de la présente invention.
La figure 10 est un schéma d'un circuit amplificateur différentiel
conforme à encore un autre mode de réalisation supplémentaire de la pré-
sente invention.
La figure Il est un schéma de circuit d'un comparateur conforme
à encore un autre mode de réalisation supplémentaire de la présente in-
vention. La figure 12 est un schéma de circuit d'un comparateur conforme
à encore un autre mode de réalisation supplémentaire de la présente in-
vention. Les figures 13 A-13 E sont des diagrammes de signaux qui illustrent
le fonctionnement du comparateur représenté sur la figure 12.
La figure 14 est un schéma de circuit montrant un exemple d'un circuit d'attaque d'entrée qui est applicable aux modes de réalisation
de la présente invention.
La figure 15 est un schéma de circuit montrant un autre exemple du circuit d'attaque d'entrée applicable aux modes de réalisation de la
présente invention.
La figure 16 est un schéma de circuit montrant un exemple sup-
plémentaire du circuit d'attaque d'entrée applicable aux modes de réali-
sation de la présente invention.
La figure 17 est un schéma synoptique de circuit d'un convertis-
seur A/N classique.
La figure 18 est un diagramme qui illustre le fonctionnement du
convertisseur A/N qui est représenté sur la figure 17.
En se référant à la figure 1, on note qu'un convertisseur A/N 1 comprend un circuit échantillonneur-bloqueur 11 qui est destiné à recevoir un signal d'entrée analogique Ain appliqué de façon externe, un circuit de conversion A/N de bits d'ordre supérieur 12, un circuit de conversion N/A
13 pour ramener sous la forme d'un signal analogique des bits d'ordre su-
périeur de données converties, un amplificateur différentiel 14 pour four-
nir en sortie des tensions analogiques complémentaires ou différentielles
V Al et VA 2, et un circuit de conversion A/N de bits d'ordre inférieur 15.
Le circuit de conversion A/N 15 fournit en sortie des bits d'ordre infé-
rieur de données converties Dl à Dm Le circuit de conversion A/N 12 fournit en sortie des bits d'ordre supérieur de données converties Dm+l à Dk Il en résulte que l'on obtient des données numériques Dl à Dk ayant
au total k bits.
En fonctionnement, un signal qui est échantillonné dans le circuit échantillonneur-bloqueur 11 est appliqué au circuit de conversion A/N 12
et à l'amplificateur différentiel 14 Le circuit de conversion A/N 12 ob-
tient les bits d'ordre supérieur des données converties Dm+l à Dk Les bits d'ordre supérieur des données converties Dm+l à Dk sont appliqués au circuit de conversion N/A 13 dans lequel les données sont ramenées à la
forme de signaux analogiques L'amplificateur différentiel 14 reçoit le si-
gnal qui est échantillonné par le circuit échantillonneur-bloqueur Il, et
les bits d'ordre supérieur qui sont ramenés sous la forme de signaux ana-
logiques, pour présenter en sortie des tensions complémentaires ou dif-
férentielles VAI et VA 2 Les tensions V Al et VA 2 sont appliquées au cir-
cuit de conversion A/N, sous la forme de signaux d'entrée complémentaires ou différentiels Le circuit de conversion A/N 15 convertit les tensions appliquées V Al et VA 2 pour donner des bits d'ordre inférieur des données
converties Dl à Dm, et il les présente en sortie.
La figure 2 est un schéma synoptique du circuit de conversion A/N
de bits d'ordre inférieur qui est représenté sur la figure 1 En se réfé-
rant à la figure 2, on note que le circuit de conversion A/N 15 comprend
un circuit de génération de tension de référence 5 qui est destiné à pro-
duire N paires de tensions de référence VR Ia et VR Ib à V Rna et V Rnb,
des comparateurs 61-6 n, recevant chacun des tensions d'entrée différentiel-
les V Al et VA 2 et une paire de tensions de référence correspondante, un
codeur 4 qui est destiné à coder un signal de sortie de code de thermo-
mètre provenant des comparateurs 61 à 6 n, et un générateur de signaux de
temps 6.
La figure 3 est un schéma du circuit de génération de tension de référence 5 qui est représenté sur la figure 2 En se référant à la figure 3, on note que le circuit de génération de tension de référence 5 comprend une connexion en série de résistances 111 à 115, une source de tension constante 102 qui est destinée à polariser la connexion en série, et une source de tension constante 101 qui est destinée à appliquer une tension constante 2 VREF à la connexion en série On désigne par Vr la différence de potentiel entre les extrémités opposées de chacune des résistances 111 à 115 Avec la structure représentée sur la figure 3 pour le circuit de génération de tension de référence 5, les tensions indiquées dans le Tableau 2 suivant sont émises pour les paires de tensions de référence VR Ia et
VR Ib à V Rna et V Rnb.
Tableau 2
En se référant à nouveau à la figure 2, on va maintenant décrire le fonctionnement du circuit de conversion A/N 15 Les tensions d'entrée
complémentaires ou différentielles VA 1 et VA 2 qui sont émises par l'am-
plificateur différentiel 14 représenté sur la figure 1, sont appliquées à chacun des comparateurs 61 à 6 n En plus, chacun des comparateurs 61 à 6 N reçoit l'une correspondante des paires de tension de référence V Rla et V Rlb à V Rna et V Rnb que produit le circuit de génération de tensions de référence 5 Chacun des comparateurs 61 à 6 N effectue un traitement de comparaison similaire, comme on le décrira ultérieurement en détail, et
un code de thermomètre (défini par des signaux binaires Bl à Bn), indi-
quant le résultat de la comparaison, est appliqué au codeur 4 Le codeur 4 code le code de thermomètre qui est appliqué, et il fournit en sortie
des bits d'ordre inférieur de données converties D 1 à Dm.
Chaque comparateur, par exemple le comparateur 61, compare la différence entre les tensions d'entrée analogiques VA 1 et VA 2 avec une
différence entre les tensions de référence appliquées V Rla et V Rlb Lors-
que la condition VA 1-VA 2 LV Rla-V Rlb est établie, le comparateur 61 pré-
V Rla-V Rlb -2 VREF VR 2 a-VR 2 b -2 VREF+ 2 Vr VR 3 a- VR 3 b -2 VREF + 4 Vr V(n-2)a-V(n-2)b -2 VREF-4 Vr V(n-1)a- V(n-1)b -2 VREF-2 Vr Vna-Vnb -2 VREF sente en sortie un signal Bl de niveau bas Lorsque la condition VA 1-VA 2 > V Rla-VR Ib est établie, le comparateur 61 présente en sortie un signal Bl de niveau haut En d'autres termes, chacun des comparateurs 61 à 6 N émet des signaux binaires Bl à Bn qui indiquent le résultat de la comparaison, sous la dépendance de la tension de différence entre les signaux d'entrée analogiques V Al et VA 2 et de la tension de différence entre des paires de
tensions de référence appliquées correspondantes.
Le comparateur 61 présente donc en sortie un signal de niveau bas lorsque la tension de différence VAI-VA 2 entre les signaux d'entrée analogiques V Al et VA 2 est inférieure à une tension de différence -2 VREF de la paire de tensions de référence correspondante qui est représentée sur la figure 2, tandis que le comparateur 61 présente en sortie un signal
de niveau haut lorsque la tension de différence est supérieure à la ten-
sion précitée De la même manière, le comparateur 62 présente en sortie
un signal B 2 de niveau bas lorsque la tension de différence d'entrée V Al-
VA 2 est inférieure à (-2 VREÉ+ 2 Vr), tandis que le comparateur 62 présente en sortie un signal B 2 de niveau haut, lorsque la tension de différence est supérieure à la tension précitée Les autres comparateurs 63 à 6 n fonctionnent de la même manière Il en résulte que l'on obtient le tableau
de sortie suivant pour les comparateurs 61 à 6 n, conformément à la dif-
férence V Al-VA 2 des tensions d'entrée analogiques Dans le Tableau 3, "H" représente un signal de sortie de niveau haut, tandis que "B" représente
un signal de sortie de niveau bas.
Tableau 3
Comme on peut le voir dans le Tableau 3, un changement de la tension de différence VA 1-VA 2 des tensions d'entrée analogiques est suivi par un changement d'un code de thermomètre qui est émis par chacun des comparateurs 61 à 6 n Ainsi, le nombre de comparateurs qui fournissent en sortie le niveau haut ("H") est augmenté un par un, de façon ordonnée, chaque fois que la tension de différence VA 1-VA 2 des tensions d'entrée analogiques est augmentée de 2 Vr Le codeur 4 qui est représenté sur la
figure 2 reçoit des codes de thermomètre qui sont indiqués dans le Ta-
bleau 3 pour effectuer un traitement de codage En d'autres termes, le codeur détecte une position limite entre des comparateurs qui présentent en sortie des signaux de niveau bas et des comparateurs qui présentent en sortie des signaux de niveau haut, et il émet des données numériques
converties Dl à Dm conformément à la position de la limite.
La figure 4 est un schéma de circuit d'un comparateur qui est représenté sur la figure 2 Le comparateur 61 est représenté à titre d'exemple En se référant à la figure 4, on note que le comparateur 61
comprend un circuit amplificateur différentiel 400 et un circuit de con-
* version en binaire 530 Le circuit amplificateur différentiel 400 comprend des transistors npn 301 à 306, des résistances 307, 308, 511 et 512 et une source de tension constante 309 La tension de sortie de la source de tension constante 309 est appliquée aux bases des transistors 305 et 306 Il en résulte que chacun des transistors 305 et 306 fait circuler un courant constant I O En d'autres termes, le transistor 305, la résistance
307 et la source de courant constant 309 constituent une source de cou-
rant constant, tandis que le transistor 306, la résistance 308 et la sour-
ce de courant constant 309 constituent une autre source de courant constant. Les émetteurs des transistors 301 et 302 sont connectés ensemble au collecteur du transistor 305 Les émetteurs des transistors 303 et 304 sont connectés ensemble au collecteur du transistor 306 Les collecteurs
des transistors 301 et 304 sont connectés à la résistance 511 par l'inter-
médiaire d'un noeud 501 Les collecteurs des transistors 302 et 303 sont connectés à la résistance 512 par l'intermédiaire d'un noeud 502 Une tension différentielle est appliquée au circuit de conversion en binaire
530 par l'intermédiaire des noeuds 501 et 502.
Le circuit de conversion en binaire 503 est constitué par des transistors npn 523 à 528, une source de courant constant 529 et des ré-
sistances 521 et 522 La base du transistor 523 est connectée au noeud 501 du circuit amplificateur différentiel 400 La base du transistor 524
est connectée au noeud 502 Les bases des transistors 525 et 528 reçoi-
vent respectivement des signaux de commutation 0 et 0 qui sont générés par le générateur de signaux de temps 6 qui est représenté sur la figure 2 Les émetteurs des transistors 523 et 524 sont connectés ensemble au collecteur du transistor 525 Les émetteurs des transistors 526 et 527 sont connectés ensemble au collecteur du transistor 528 Les émetteurs des transistors 525 et 528 sont connectés ensemble à la source de courant constant 529 La base du transistor 526 est connectée au collecteur du transistor 527 et la base du transistor 527 est connectée au collecteur
du transistor 526.
On va maintenant décrire le fonctionnement du circuit qui est
représenté sur la figure 4 Pour simplifier, on suppose dans la description
qui suit que le facteur d'amplification en courant o( F de chaque transis-
tor est égal à 1,0 (en réalité, il est approximativement égal à 0,99) La somme du courant de collecteur Il du transistor 301 et du courant de collecteur I 2 du transistor 302 est égale au courant de collecteur I O du transistor 305 qui constitue la source de courant constant Par conséquent, lorsque les potentiels de base des transistors 301 et 302, c'est-à-dire les tensions d'entrée V Al et VA 2, sont mutuellement égaux, le courant I O est dérivé de façon égale vers les transistors 301 et 302 à cause de la symétrie de la structure de circuit D'autre part, lorsque le potentiel de base du transistor 301 est supérieur à celui du transistor 302, la tension
base-émetteur VBE du transistor 301 devient supérieure à celle du transis-
tor 302 Il en résulte que le courant de collecteur du transistor 301 de-
vient supérieur à celui du transistor 302 En d'autres termes, une frac-
tion accrue du courant I O circule dans le transistor 301, tandis qu'une
fraction réduite du courant circule dans le transistor 302.
Lorsque la tension d'entrée V Al est légèrement supérieure à la tension d'entrée VA 2, le courant Il qui circule dans le transistor 301 est
augmenté proportionnellement à la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2.
D'autre part, lorsque la différence de tension d'entrée VAI-VA 2 est suf-
fisamment grande, la majeure partie du courant I O circule dans le tran-
sistor 301.
La figure 5 est une représentation graphique montrant une rela-
tion entre la différence de tension d'entrée VAI-VA 2 et les courants dé-
rivés Il et I 2 En se référant à la figure 5, on note que l'abscisse re-
présente la différence de tension d'entrée V Al-VA 2, tandis que l'ordonnée représente la valeur du courant I La courbe Il montre la variation du
courant qui circule dans le transistor 301 et la courbe I 2 montre la va-
riation du courant qui circule dans le transistor 302 Comme décrit cidessus, lorsque la quantité |VAI-VA 21 est faible, les courants Il et I 2
varient proportionnellement à la différence de tension VAI-VA 2 Au con-
traire, lorsque la quantité IVAI-VA 21 est grande, l'un ou l'autre des cou-
rants Il et I 2 devient approximativement égal à la valeur de courant I 0.
On fait remarquer que la somme des courants Il et I 2 est constamment
égale au courant I 0.
De façon générale, le courant de collecteur d'un transistor chan-
ge de façon relativement importante sous l'effet d'un changement de la tension base-émetteur VBE Par conséquent, lorsque la quantité j V Al-VA 21 est faible, les courbes Il et I 2 ont une forme inclinée, et l'inclinaison
se réduit progressivement lorsque la quantité précitée augmente On com-
prend donc d'après les caractéristiques représentées sur la figure 5, que le circuit amplificateur différentiel 400 qui est représenté sur la figure 4 est sensible à une faible différence de tension d'entrée, mais non à une
grande différence de tension d'entrée.
Comme décrit ci-dessus, lorsque la différence de tension d'entrée
VAI-VA 2 augmente, le courant Il augmente, tandis que le courant I 2 di-
minue On appellera cette caractéristique "monotonie" dans la description
qui suit De plus, la somme des courants Il et I 2 est égale au courant I 0.
On appellera cette caractéristique "complémentarité" On souligne égale-
ment que le circuit 400 qui est représenté sur la figure 4 est symétrique
en ce qui concerne les caractéristiques de circuit correspondant à sa struc-
ture de circuit.
Dans la description qui suit, on suppose en outre qu'un courant
I 3 circule dans le transistor 303 et qu'un courant I 4 circule dans le transistor 304 Le transistor 306 fonctionne également à la manière d'une source de courant constant faisant circuler le courant I 0, qui a la même
valeur que le courant du transistor 305 Il en résulte que l'on a la re-
lation I 3 +I 4 = I 0.
En ce qui concerne Il et I 3, on définit des fonctions f 1 et f 2 qui satisfont les relations suivantes Il = I 0/2 + fl (VA 1-VA 2) ( 1) 13 = I 0/2 + f 2 (V Rla-V Rlb) ( 2) La fonction fi produit un changement du courant Il à partir de la valeur de courant intermédiaire 10/2, conformément à la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 De façon similaire, la fonction f 2 produit un
changement du courant 13 à partir de la valeur intermédiaire I 0/2, con-
formément à la différence de tension d'entrée V Rla-V Rlb.
Lorsque VA 1-VA 2 = xl et V Rla-V Rlb = x 2, on a les relations sui-
vantes, concernant les fonctions fl et f 2 six 1 c x 2, fi (xl) z fl (x 2) ( 3 a) six 1 > x 2, fl (xl)> fl (x 2) ( 3 b) si x 2 z x 1, f 2 (xl) 4 f 2 (x 2) ( 4 a) si x 2 >x 1, f 2 (xl) > f 2 (x 2) ( 4 b)
De plus, les relations suivantes sont déduites de la "complémenta-
rité" décrite ci-dessus 12 = I O Il = 10/2 fl (VA 1-VA 2) ( 5) 14 = I O I 3 = 10/2 f 2 (V Rla-V Rlb) ( 6)
On déduit en outre de la "complémentarité" précitée et des équa-
tions ( 5) et ( 6) les relations suivantes -fl (VA 2-VA 1) = fi (VA 1-VA 2) ( 7) -f 2 (V Rlb V Rla) = f 2 (V Rla-V Rlb) ( 8) On obtient les équations suivantes en substituant VA 1-VA 2 = O et V Rla-V Rlb = O dans les équations ( 7) et ( 8) fl ( 0) = O ( 9) f 2 ( 0) = O ( 10) Comme décrit dans ce qui précède, à cause de la "complémentarité" du circuit amplificateur différentiel 400, la relation suivante est établie
sur la base des équations ( 1), ( 2), ( 5) et ( 6).
I 10 120 = (Il + 14) ( 1213) = 2 fl (VA 1-VA 2) 2 f 2 (V Rla-V Rlb) ( 11) En particulier, lorsqu'un circuit constitué par les transistors 301 et 302, et un circuit constitué par les transistors 303 et 304 ont les mêmes caractéristiques de circuit, on a la relation: fl = f 2 On a donc I 10 I 20 = 2 fl (VA 1 VA 2) 2 fl(V Ra-V Rlb) ( 12)
Lorsqu'on a I 10 > 120, la relation fl(VA 1-VA 2)> fl(V Rla-V Rlb) est établie.
La relation (VA 1-VA 2) > (V Ria-V Rlb) est en outre établie sur la base de l'équation ( 3) indiquant la "monotonie" Il en résulte que les relations suivantes sont établies à cause de la "monotonie", de la "complémentarité" et de la symétrie des caractéristiques du circuit amplificateur différentiel
400 qui est représenté sur la figure 4.
si I 10 c 120, (VA 1-VA 2) 4 (V Rla-V Rlb) ( 13 a) si I 10 > 120, (VA 1-VA 2) > (V Rla-V Rlb) ( 13 b)
En modifiant les inégalités ( 13 a) et ( 13 b), on obtient les rela-
tions suivantes: si I 10 4 I 20, (V Al-V Rla) Z (VA 2-V Alb) ( 14 a) si I 10 > 120, (V Al-V Rla) > (VA 2-V Rlb) ( 14 b) On peut voir d'après les inégalités ( 13 a) et ( 13 b), que la relation entre les courants I 10 et I 20 change conformément à la différence entre
la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 et une autre différence de ten-
sion d'entrée V Rla-V Rlb On voit également d'après les inégalités ( 14 a) et ( 14 b) que la relation entre les courants I 10 et I 20 change également
conformément à la différence entre la différence de tension d'entrée VA 1-
V Rla, et la différence de tension d'entrée VA 2-V Rlb.
On va maintenant décrire le fonctionnement du circuit de conver-
sion en binaire 530 qui est représenté sur la figure 4 Les résistances 521 et 522, les transistors 523 à 525 et la source de courant constant 529 forment un amplificateur différentiel Les transistors 526 et 527 forment un circuit bistable (ou un circuit de bascule) L'amplificateur différentiel et le circuit bistable sont activés en alternance sous l'effet des signaux d'activation O et}i Les bases des transistors 523 et 524 reçoivent les tensions des noeuds respectifs 501 et 502 dans le circuit amplificateur
différentiel 400 Les tensions aux noeuds 501 et 502 sont changées confor-
mément à la différence entre les différences de tension d'entrée VA 1-VA 2 et V Rla-V Rlb Lorsqu'un signal d'activation de niveau haut est appliqué à la base du transistor 525, l'amplificateur différentiel est activé Ensuite, les transistors 523 et 524 font circuler un courant de collecteur sous l'effet des tensions présentes sur les noeuds 501 et 502 Les résistances 521 et 522 ayant la même valeur, une tension basée sur le résultat de la comparaison est appliquée par les noeuds 503 et 504 au circuit bistable (ou circuit de bascule) qui est formé par les transistors 526 et 527 Le circuit bistable est activé lorsqu'un signal d'activation T de niveau haut est appliqué Ensuite, le circuit bistable mémorise une tension appliquée indiquant le résultat de la comparaison, et il présente en sortie un si-
gnal binaire Bl (et/ou W 1).
Comme décrit ci-dessus, le circuit amplificateur différentiel 400 qui est représenté sur la figure 4 est très sensible lorsque la différence de tension d'entrée IVA 1-VA 2 | est relativement faible, et il devient moins sensible lorsque la différence de tension d'entrée est élevée Pour obtenir
une sensibilité élevée sur une plage plus étendue de la différence de ten-
sion d'entrée |VA 1-VA 21, on propose des circuits amplificateurs différentiels
400 a et 400 b, représentés sur les figures 7 et 8, que l'on décrira ciaprès.
La figure 7 est un schéma de circuit d'un comparateur qui montre un autre mode de réalisation de la présente invention Sur la figure 7,
un circuit amplificateur différentiel 400 a comprend en outre des résistan-
ces 311 à 314, en comparaison avec le circuit 400 qui est représenté sur la figure 4 Plus précisément, les résistances 311 et 312 sont connectées entre les émetteurs respectifs des transistors 301 et 302 et le collecteur du transistor 305 Les résistances 313 et 314 sont connectées entre les
émetteurs respectifs des transistors 303 et 304 et le collecteur du transis-
tor 306 La partie restante de la structure de circuit est la même que
celle du circuit 400 qui est représenté sur la figure 4, et on ne la décri-
ra pas ici.
Le fonctionnement fondamental du circuit amplificateur différentiel 400 a qui est représenté sur la figure 7, est le même que celui du circuit 400 qui est représenté sur la figure 4 Cependant, l'amélioration suivante est effectuée Comme on l'a déjà indiqué, le courant de collecteur d'un transistor change en général de façon relativement importante sous l'effet d'un changement de la tension base-émetteur VBE En d'autres termes, lorsque le changement du courant de collecteur n'est pas très élevé, la tension base-émetteur VBE ne change pas considérablement Par conséquent,
lorsque la différence de tension d'entrée IVA 1-VA 21 est faible et lors-
qu'un changement des courants de collecteur des transistors 301 et 302 n'est pas très important, la tension base-émetteur VBE du transistor 301
est pratiquement égale à celle du transistor 302 Il en résulte que la dif-
férence entre la tension qui est appliquée aux bornes de la résistance 311 et la tension qui est appliquée aux bornes de la résistance 312 est égale
à la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 La différence entre le cou-
rant qui circule dans la résistance 311 et celui qui circule dans la résis-
tance 312 est proportionnelle à la différence de tension d'entrée VA 1- VA 2.
La différence entre les courants Il et I 2 est donc changée proportionnel-
lement à la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2.
La somme des courants Il et I 2 étant égale au courant I 0, les courants Il et 12 sont approximativement égaux à la valeur de courant IO dans une plage dans laquelle la différence de tension d'entrée JVA 1-VA 21 est élevée La figure 5 montre la variation des courants Il' et I 2 ' en fonction de la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 Sur la figure 5,
la courbe Il' représente la variation du courant qui circule dans le transis-
tor 301, représenté sur la figure 7, tandis que la courbe I 2 ' représente
la variation du courant qui circule dans le transistor 302 Si l'on sup-
pose que chacune des résistances 311 et 312 a une valeur égale à REE, la
relation Il' I 2 ' = AV/REE est établie lorsqu'on désigne par AV la dif-
férence de tension d'entrée VA 1-VA 2 Par conséquent, sous l'effet d'une augmentation de la valeur de résistance REE, les inclinaisons des courbes
Il' et I 2 ' qui sont représentées sur la figure 5 sont réduites Il en ré-
sulte que la sensibilité est légèrement diminuée, mais la plage de la dif-
férence de tension d'entrée VA 1-VA 2 admissible est augmentée.
La figure 8 est un schéma de circuit d'un comparateur d'un mode de réalisation supplémentaire de la présente invention L'utilisation du circuit amplificateur différentiel 400 c qui est représenté sur la figure 8
augmente également la plage admissible de la différence de tension d'en-
trée VA-VA 2 Des sources de courant constant 317 à 320, ayant chacune un courant de sortie égal à IO/2, sont respectivement connectées entre les émetteurs des transistors npn 301 à 304 et la masse Une résistance 315
est connectée entre les émetteurs des transistors 301 et 302 Une résis-
tance 316 est connectée entre les émetteurs des transistors 303 et 304.
La partie restante de la structure de circuit est la même que celle du
circuit 400 qui est représenté sur la figure 4, et on ne la décrira pas ici.
La somme du courant Il qui circule dans le transistor 301 et du courant I 2 qui circule dans le transistor 302 est égale à IO La différence
de tension d'entrée VA 1-VA 2 étant égale à 0, les potentiels sur les émet-
teurs des transistors 301 et 302 sont mutuellement égaux, ce qui fait qu'aucun courant ne circule dans la résistance 315 Par conséquent, les courants Il et I 2 circulent en obéissant à la relation Il = I 2 = IO/2.
Comme décrit dans ce qui précède, lorsqu'un changement de cou-
rant de collecteur n'est pas trop élevé, la tension base-émetteur VBE ne
change pas considérablement Les tensions base-émetteur VBE des transis-
tors 301 et 302 sont pratiquement mutuellement égales dans une plage dans
laquelle la différence de tension d'entrée JVA 1-VA 21 est faible La ten-
sion qui est appliquée aux bornes de la résistance 315 est donc égale à
la différence de tension d'entrée V Al-VA 2.
Si l'on désigne par 2 REE la valeur de la résistance 315, et si on désigne par AV la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2, le courant qui circule dans la résistance 315 a pour valeur A V/2 R EE Il en résulte que le courant Il est égal à IEE/2 + & V/+ 2 REE D'autre part, le courant I 2 est égal à IEE/2 A V/2 REE La différence II-12 devient donc égale à
A V/REE.
On peut voir que la différence de courant I 1-I 2 varie proportion-
nellement à la différence de tension d'entrée V Al-VA 2 Cependant, du fait
que la somme des courants Il et I 2 est égale à I 0, le courant Il est ap-
proximativement égal à la valeur de courant I O dans une plage dans la-
quelle la majeure partie du courant I O circule sous la forme du courant
Il, par exemple dans une plage dans laquelle la différence de tension d'en-
trée VAI-VA 2 est élevée Par conséquent, on obtient également dans ce mode de réalisation la relation qui est représentée par les courbes Il' et I 2 ' sur la figure 5 Dans le circuit amplificateur différentiel 400 b qui est représenté sur la figure 8, les inclinaisons des courbes Il' et I 2 ' sont également réduites lorsque la valeur de résistance REE augmente, ce qui
diminue la sensibilité D'autre part, la différence de tension d'entrée ad-
missible |VAI-VA 21 est augmentée.
La figure 9 est un schéma de circuit d'un comparateur conforme à un autre mode de réalisation supplémentaire de la présente invention En se référant à la figure 9, on note que le circuit amplificateur différentiel 400 c diffère du circuit 400 représenté sur la figure 4 par le fait qu'il comprend des éléments de commutation 309 et 310 qui sont destinés à éviter un gaspillage du courant consommé En d'autres termes, l'élément de commutation 309 est connecté entre les émetteurs des transistors 301 et 302 et le collecteur du transistor 305 L'élément de commutation 310 est connecté entre les émetteurs des transistors 303 et 304 et le col- lecteur du transistor 306 Les éléments de commutation 309 et 310 sont commandés sous la dépendance d'un signal de commande de commutation SC 1 (qui est produit par exemple par le générateur de signaux de temps 6 qui est représenté sur la figure 2) La partie restante de la structure de circuit est la même que celle du circuit 400 qui est représenté sur la
figure 4, et on ne la décrira pas ici.
En fonctionnement, lorsque le circuit amplificateur différentiel 400 c est activé, les éléments de commutation 309 et 310 sont connectés à la borne A sous l'effet d'un signal de commande de commutation SC 1 Il en résulte qu'un circuit identique au circuit 400 représenté sur la figure 4 est établi pour effectuer la même opération Au contraire, lorsque le circuit amplificateur différentiel 400 c n'est pas activé, les éléments de commutation 309 et 310 sont connectés à B sous l'effet du signal SC 1 Il en résulte que le courant de sortie de chaque source de courant constant
peut être appliqué aux autres circuits (non représentés) En d'autres ter-
mes, les éléments de commutation 309 et 310 évitent un gaspillage du courant qui est consommé dans le circuit amplificateur différentiel 400 c,
permettant ainsi une meilleure utilisation des sources de courant constant.
Bien que les circuits amplificateur différentiels qui sont uti-
lisés dans les modes de réalisation ci-dessus aient des caractéristiques de
circuits symétriques, de telles caractéristiques ne sont pas toujours néces-
saires, comme il ressort clairement de la description précédente De plus,
c'est également le cas pour la "monotonie" décrite ci-dessus Il est suf-
fisant d'obtenir la "monotonie" dans la plage de V Al-VA 2 sur laquelle por-
te la comparaison On note donc que la présente invention est applicable, par exemple, dans un cas dans lequel des transistors npn constituant un circuit amplificateur différentiel ont des émetteurs de tailles différentes, et dans lequel des sources de courant constant qui sont utilisées ont des valeurs de courant de sortie différentes On décrira ci-après un circuit
amplificateur différentiel ayant des caractéristiques de circuit non symé-
triques. On va considérer par exemple un cas dans lequel une différence
de tension VA 1-VA 2 ou V Rla-V Rlb qui doit être comparée n'est pas plei-
nement amplifiée Un développement linéaire des fonctions fl(x) et f 2 (x) de l'équation ( 11), avec x au voisinage de 0, permet d'obtenir la relation suivante: I 10 I 20 = 2 f 1 ( 0) + 2 Gml (VAI-VA 2) -2 f 2 ( 0) -2 Gm 2 (V Rla-V Rlb) ( 15)
Gml et Gm 2 désignent ici des coefficients différentiels des fonc-
tions fl(x) et f 2 (x) lorsque x est égal à 0, c'est-à-dire qu'ils désignent
la sensibilité shunt.
Si l'on suppose qu'un circuit amplificateur différentiel possède les propriétés de "complémentarité" et de "symétrie", les équations ( 9) et ( 10) sont vérifiées, ce qui permet d'obtenir l'équation suivante I 10 I 20 = 2 Gml { (VA 1-VA 2) (Gm 2/Gml) (V Rla-V Rlb)} ( 16) Ainsi, la différence entre les courants I 10 et I 20 est déterminée
conformément à la différence entre la différence de tension d'entrée VA 1-
VA 2 et le produit de la valeur Gm 2/Gml par la différence de tension d'en-
trée V Rla-V Rlb Même si les caractéristiques de circuit ne sont pas "sy-
métriques", on peut réaliser le circuit de façon à éliminer fl( 0) et f 2 ( 0)
dans l'équation ( 15) La figure 10 présente un exemple de ceci.
La figure 10 est un schéma d'un circuit amplificateur différentiel
correspondant à encore un autre mode de réalisation de la présente inven-
tion Sur la figure 10, un circuit amplificateur différentiel 400 e com-
prend un circuit amplificateur différentiel d'origine 401 et un circuit am-
plificateur différentiel supplémentaire 402 ayant les mêmes caractéristi-
ques de circuit que le circuit 401 De façon similaire au circuit 400 qui est représenté sur la figure 4, le circuit amplificateur différentiel 401 reçoit des tensions d'entrée complémentaires ou différentielles VA 1 et VA 2, et des tensions de référence V Rla et V Rlb Il en résulte qu'une relation
identique à l'équation ( 15) est établie.
I 10 120 = 2 fl ( 0) + 2 Gml (VA 1-VA 2) -2 f 2 ( 0) -2 Gm 2 (V Rla- V Rlb) ( 17) D'autre part, dans le circuit amplificateur différentiel 402, les bases des transistors 301 ' et 302 ' sont connectées ensemble, et les bases des transistors 303 ' et 304 ' sont connectées ensemble, ce qui fait que la relation suivante est établie: I 10 I 20 = 2 f 1 ( 0) 2 f 2 ( 0) ( 18) Avec les bornes de sortie respectives des circuits amplificateurs différentiels 401 et 402 connectées mutuellement comme représentées sur la figure 10, on peut obtenir la différence entre les courants de sortie
I 10 et I 20 du circuit amplificateur différentiel 400 e par l'équation sui-
vante: I 10 I 20 = (Il Oa + I 20 b) (I 20 a + Il Ob) = (Il Oa I 20 a) (Il Ob + I 20 b) ( 19) On peut voir que les équations ( 17), ( 18) et ( 19) fournissent le même résultat que l'équation ( 16) Par conséquent la "symétrie" n'est pas toujours nécessaire dans le circuit amplificateur différentiel qui est utilisé En plus de ceci, la "monotonie" n'est pas exigée pour l'ensemble des caractéristiques de circuit du circuit amplificateur différentiel Il suffit que la "monotonie" existe dans une plage de différence de tension
d'entrée qui fait l'objet d'une comparaison.
La figure 6 est un schéma de circuit montrant un autre exemple du circuit de conversion en binaire qui est représenté sur la figure 2 En se référant à la figure 6, on note qu'un circuit de conversion en binaire 546 comprend des portes des transmission 542 et 543 et des inverseurs 544 et 545 L'inverseur 544 est connecté à un noeud de sortie 547 d'un circuit
amplificateur différentiel 400 ' par l'intermédiaire de la porte de transmis-
sion 542 La porte de transmission 543 est connectée entre l'entrée de l'inverseur 544 et la sortie de l'inverseur 545 Les portes de transmission
542 et 543 sont placées sélectivement à l'état passant sous l'effet de si-
gnaux de commande 0 et qui sont produits par le générateur de signaux
de temps 6 qui est représenté sur la figure 2.
Des transistors PMOS 540 et 541 dans le circuit amplificateur
différentiel 400 ' constituent un circuit miroir de courant Le circuit mi-
roir de courant équivaut à un circuit de charge constitué par exemple par
les résistances 511 et 512 qui sont représentées sur la figure 4 Le cir-
cuit miroir de courant fait circuler du drain du transistor 541 vers le noeud 547 un courant I 31 qui est égal au courant I 30 qui circule dans le transistor 540 Lorsque le courant I 30 est supérieur à un courant I 32, le courant I 31 qui circule vers le noeud 547 devient supérieur au courant
qui sort du noeud 547, ce qui augmente le potentiel au noeud 547 La dif-
férence de potentiel est convertie en binaire par un circuit de bascule
qui est constitué par les inverseurs 544 et 545.
Lorsque la porte de transmission 542 est à l'état passant et la porte de transmission 543 est à l'état bloqué, l'inverseur 544 reçoit le potentiel du noeud 547 Une augmentation du potentiel du noeud 547 est amplifiée par les inverseurs 544 et 545, de façon à fournir en sortie un signal de conversion en binaire Bl (et BI) Ensuite, lorsque la porte de transmission 542 est à l'état bloqué et la porte de transmission 543 est
à l'état passant, les inverseurs 544 et 545 forment un circuit bistable.
Le circuit bistable fait passer le potentiel du signal de conversion en bi-
naire Bl (et B 1) à un niveau exactement égal au niveau de la tension de source d'alimentation L'état du circuit bistable est maintenu jusqu'à ce
que la porte de transmission 542 soit ensuite placée à l'état passant.
Par conséquent, lorsque le courant I 30 est supérieur au courant I 32, c'est-à-dire lorsque la différence de tension d'entrée VAI-VA 2 est supérieure à une autre différence de tension d'entrée V Rla-V Rlb, un signal
de conversion en binaire Bl de niveau haut est présenté en sortie Lors-
qu'une relation inverse est établie, un signal de conversion en binaire Bl
de niveau bas est présenté en sortie.
La figure 11 est un schéma de circuit d'un comparateur qui mon-
tre encore un autre mode de réalisation de la présente invention Sur la figure 11, dans un circuit amplificateur différentiel 400 d, une source de courant constant est remplacée par un autre circuit à courant constant
530 b Un circuit de conversion en binaire 530 a est constitué par des tran-
sistors npn 526 et 527 La base du transistor 526 est connectée au col-
lecteur du transistor 527 La base du transistor 527 est connectée au col-
lecteur du transistor 526 Les émetteurs des transistors 526 et 527 sont
connectés ensemble à la sortie du circuit à courant constant 530 b.
Le circuit à courant constant 530 b comprend des éléments de com-
mutation 236 et 237 fonctionnant sous la dépendance d'un signal de com-
mande de commutation 0, et des sources de courant constant 231 et 232.
Les bornes A respectives des éléments de commutation 236 et 237 sont
connectées aux émetteurs des transistors 526 et 527 La borne B de l'élé-
ment de commutation 236 est connectée aux émetteurs des transistors 301 et 302 La borne B de l'élément de commutation 237 est connectée aux émetteurs des transistors 303 et 304 Les résistances 511 et 512 ont la
même valeur.
Lorsque les éléments de commutation 236 et 237 sont connectés à
la borne B sous l'effet du signal de commande de commutation 0, les sour-
ces de courant constant 231 et 232 fournissent un courant constant au
circuit amplificateur différentiel 400 d Il en résulte que le circuit am-
plificateur différentiel 400 d fonctionne de la même manière que lecircuit 400 qui est représenté sur la figure 4 Lorsque le courant de sortie I 10 du circuit amplificateur différentiel 400 d est supérieur au courant I 20, le circuit de conversion en binaire 530 a fournit un signal de conversion en
binaire Bl de niveau haut et un signal de conversion en binaire Wl de ni-
veau bas.
Lorsque les éléments de commutation 236 et 237 sont connectés à
la borne A sous l'effet du signal de commande de commutation 0, le cir-
cuit de conversion en binaire 530 a est activé A ce moment, le circuit
amplificateur différentiel 400 d n'est pas activé Il en résulte que le cir-
cuit bistable qui est constitué par les transistors 526 et 527 est action-
né de façon à maintenir le signal de conversion en binaire Bl de niveau
haut et le signal de conversion en binaire -1 de niveau bas L'état du cir-
cuit bistable est maintenu jusqu'à ce que les éléments de commutation 236 et 237 soient connectés à la borne B Le fonctionnement des éléments de commutation 236 et 237 utilise effectivement un courant qui est fourni
par les sources de courant constant 231 et 232, ce qui conduit à une ré-
duction de la puissance consommée.
La figure 12 est un schéma de circuit montrant un comparateur
conforme à encore un autre mode de réalisation de la présente invention.
En comparaison avec le circuit de la figure 4, le circuit qui est repré-
senté sur la figure 12 a la même structure de circuit mais il diffère en
ce qui concerne la manière d'appliquer les tensions d'entrée complémen-
taires ou différentielles V Al et VA 2 et les tensions de référence V Rla et
V Rlb En d'autres termes, la tension d'entrée différentielle V Al est ap-
pliquée à la base du transistor 301, tandis que la tension d'entrée dif-
férentielle VA 2 est appliquée à la base du transistor 303 La tension de référence VR Ia est appliquée à la base du transistor 302 et la tension de
référence VR 1 b est appliquée à la base du transistor 304.
Le comparateur qui est représenté sur la figure 4 permet d'obte-
nir une sensibilité élevée, comme l'indiquent les courbes Il et I 2 re-
présentées sur la figure 5, mais il n'autorise qu'une plage étroite pour la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 L'utilisation du comparateur
qui est représenté sur la figure 12 permet d'étendre la différence de ten-
sion d'entrée admissible |VA 1-VA 21 On suppose par exemple que la plage
* de la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 qui est applicable au com-
parateur représenté sur la figure 4 est égale à -30 m V, et que des ten-
sions de I V, O V, 0,99 V et 0,01 V sont respectivement appliquées aux bases des transistors 301 et 304 Du fait que la plage qui est applicable au comparateur représenté sur la figure 4 est de -30 m V, l'application de la tension conformément à l'exemple ci-dessus fait passer la différence de tension d'entrée à l'extérieur de la plage Cependant, l'application de la tension d'entrée de la manière représentée sur la figure 12 permet à
la différence d'être à l'intérieur de la plage ci-dessus En d'autres ter-
mes, une différence de tension de 10 m V est appliquée au circuit qui est constitué par les transistors 301 et 302, et une différence de tension de -10 m V est appliquée au circuit qui est constitué par les transistors 303 et 304 On peut voir que le comparateur représenté sur la figure 12 est efficace lorsque la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 et la différence
de tension de référence VR Ia-V Rlb sont élevées.
Les figures 13 A-13 E sont des diagrammes de signaux qui illustrent le fonctionnement du comparateur qui est représenté sur la figure 12 Sur
les figures 13 A-13 E, l'abscisse représente le temps et l'ordonnée repré-
sente la variation d'une tension (V) ou d'un courant (I) La figure 13 A
montre des variations des tensions d'entrée complémentaires ou différentiel-
les V Al et VA 2 et des tensions de référence V Rla et V Rlb La figure 13 B montre des variations des courants de collecteurs Il à I 4 qui circulent respectivement dans les transistors 301 à 304 Lorsque le niveau de la tension d'entrée V Al corncide avec celui de la tension de référence V Rla,
le niveau du courant Il coïncide avec celui du courant I 2 De façon simi-
laire, lorsque le niveau de la tension d'entrée VA 2 co Yncide avec celui de la tension de référence V Rlb, le niveau du courant I 3 co Fncide avec celui du courant I 4 Les courants Il et I 2 sont ajoutés l'un à l'autre, et le
courant de somme circule vers la résistance 511 Il en résulte que la ten-
sion V 501 sur le noeud de sortie 501 du circuit amplificateur différentiel 400 varie comme le montre la figure 13 C De façon similaire, les courants I 3 et I 4 sont ajoutés l'un à l'autre et le courant de somme circule vers
la résistance 512 Il en résulte que la tension V 502 sur le noeud de sor-
tie 502 varie comme le montre la figure 13 C.
Si l'on suppose que les signaux 0 et i représentés sur la figu-
re 13 D sont appliqués à titre de signaux d'activation 0 et pour le cir-
cuit de conversion en binaire 530, ce dernier fournit en sortie les signaux
binaires Bl et -1 représentés sur la figure 13 E Lorsque le signal d'acti-
vation 0 est au niveau haut, le courant de sortie de la source de courant constant 529 circule vers les transistors 523 et 524 Il en résulte que la différence entre les tensions de sortie V 501 et V 502 est amplifiée pour produire en sortie les signaux de conversion en binaire Bl et Wi qui sont
représentés sur la figure 13 E Au contraire, lorsque le signal d'activa-
tion est au niveau haut, le courant de sortie de la source de courant constant 529 circule vers les transistors 526 et 527 Avec les transistors
526 et 527 connectés mutuellement en couplage croisé, les signaux de con-
version en binaire Bl et Bl sont maintenus inchangés Cet état est main-
tenu jusqu'à ce que le signal passe au niveau bas.
La figure 14 est un schéma de circuit montrant un exemple d'un circuit d'attaque d'entrée qui est utilisable dans le mode de réalisation de la présente invention En se référant à la figure 14, on note que des circuits d'attaque d'entrée 711 et 712 sont incorporés sous la forme de
circuits qui précèdent le circuit amplificateur différentiel 400 Le cir-
cuit d'attaque d'entrée 711 comprend des transistors npn 601 et 602 et
des sources de courant constant 603 et 604 La base du transistor 601 re-
çoit une tension d'entrée V Al L'émetteur du transistor 601 est connecté à la sortie de la source de courant constant 603, pour former ainsi un circuit à collecteur commun L'émetteur du transistor 601 est connecté à la base du transistor 301 dans le circuit amplificateur différentiel 400 La base du transistor 602 reçoit une tension d'entrée VA 2 L'émetteur du transistor 602 est connecté à la sortie de la source de courant constant
604, pour former ainsi un circuit à collecteur commun L'émetteur du tran-
sistor 602 est connecté à la base du transistor 302 Le circuit d'attaque d'entrée 712 reçoit des tensions de référence VR Ia et VR Ib Le circuit d'attaque d'entrée 712 a la même structure que le circuit 711, et on ne
le décrira donc pas.
De façon générale, la tension base-émetteur VBE d'un transistor est maintenue pratiquement constante lorsque le courant d'émetteur est fixé Du fait de l'existence des sources de courant constant 603 et 604,
la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 est appliquée au circuit ampli-
ficateur différentiel 400, sous la forme d'une différence de tension entre les bases des transistors 301 et 302 L'utilisation des circuits d'attaque
d'entrée 711 et 712 permet d'obtenir suffisamment de courant pour at-
taquer le circuit amplificateur différentiel 400 Bien que les circuits d'attaque d'entrée 711 et 712 qui sont représentés sur la figure 14 soient réalisés au moyen des transistors bipolaires 601 et 602, il faut noter que l'on peut réaliser un circuit similaire avec un circuit à drain commun
comprenant un transistor à effet de champ.
La figure 15 est un schéma de circuit montrant un exemple sup-
plémentaire d'un circuit d'attaque d'entrée applicable au mode de réali-
sation de la présente invention Sur la figure 15, un circuit d'attaque
d'entrée 713 comprend des amplificateurs différentiels 610 et 611 L'ampli-
ficateur différentiel 610 comporte une entrée inversée (-) qui est con-
nectée à sa sortie, et une entrée non inversée (+) qui est destinée à re-
cevoir une tension d'entrée V Al L'amplificateur différentiel 611 comporte une entrée inversée (-) qui est connectée à sa sortie, et une entrée non inversée (+) qui est destinée à recevoir une tension d'entrée VA 2 Les sorties des amplificateurs différentiels 610 et 611 sont respectivement connectées aux bases des transistors 301 et 302 qui sont représentés sur
la figure 14.
Avec l'entrée inversée (-) de chacun des amplificateurs différentiels 610 et 611 connectée à la sortie correspondante, la tension d'entrée et la tension de sortie correspondantes coïncident mutuellement Il en résulte que la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2 est appliquée à titre de
tension entre bases pour les transistors 301 et 302 L'utilisation du cir-
cuit d'attaque d'entrée 713 qui est représenté sur la figure 15 permet de
fournir un courant élevé avec une précision élevée.
La figure 16 est un schéma de circuit montrant encore un autre exemple d'un circuit d'attaque d'entrée applicable au mode de réalisation de la présente invention Sur la figure 16, un circuit d'attaque d'entrée
714 comprend un amplificateur différentiel du type à sorties complémen-
taires, 620 L'amplificateur différentiel 620 reçoit des tensions d'entrée V Al et VA 2 par l'intermédiaire respectivement d'une entrée positive (+) et d'une entrée négative (-) L'amplificateur différentiel 620 comporte une
sortie positive (+) et une sortie négative (-) qui sont respectivement con-
nectées aux bases des transistors 301 et 302 qui sont représentés sur la
figure 14.
En fonctionnement, l'amplificateur différentiel du type à sorties complémentaires 620 amplifie la différence de tension d'entrée VA 1-VA 2, et il applique la différence de tension amplifiée aux bases des transistors 301 et 302 Par conséquent, l'utilisation du circuit d'attaque d'entrée 714
qui est représenté sur la figure 16 permet de fournir au circuit amplifi-
cateur différentiel 400 une tension amplifiée avec un gain élevé.
On peut utiliser pour les comparateurs 61 à 6 N dans le circuit de conversion A/N 15 qui est représenté sur la figure 2 n'importe lesquels
des circuits amplificateurs différentiels ou des comparateurs décrits ci-
dessus Dans le convertisseur A/N 900 classique qui est représenté sur la
figure 17, du fait que des tensions d'entrée analogiques VI et V 2 à con-
vertir sont appliquées aux comparateurs 908 a à 908 f par l'intermédiaire du
circuit de résistances en échelle 901, il apparaît un retard dans la trans-
mission des tensions d'entrée analogiques Vi et V 2 Cependant, dans la
présente invention, les comparateurs 61 à 6 N reçoivent directement les ten-
sions d'entrée analogiques V Al et VA 2 à convertir, sans que ces tensions
ne passent par des composants ou des éléments résistifs Ceci évite un re-
tard dans la variation des tensions d'entrée analogiques V Al et VA 2 qui
doivent être transmises aux comparateurs respectifs 61 à 6 n.
Bien que dans les modes de réalisation précédents, les circuits amplificateurs différentiels soient réalisés par l'utilisation de transistors bipolaires, il faut noter que l'on peut utiliser des transistors à effet de
champ pour former un circuit amplificateur différentiel ayant une struc-
ture de circuit similaire.
Il va de soi que de nombreuses autres modifications peuvent être
apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du cadre de l'in-
vention.

Claims (21)

REVENDICATIONS
1 Amplificateur différentiel ( 400) caractérisé en ce qu'il com-
prend: une première source de courant constant ( 305, 307, 309) qui est destinée à faire circuler un premier courant constant prédéterminé, une seconde source de courant constant ( 306, 308, 309) qui est destinée à faire circuler un second courant constant prédéterminé, des moyens de généra-
tion de courant croissant ( 301) qui réagissent à un signal d'entrée analo-
gique en appliquant un courant croissant à la première source de courant
constant, des moyens de génération de courant décroissant ( 302) qui réa-
gissent à un signal d'entrée analogique en appliquant un courant décrois-
sant à la première source de courant constant, le premier courant constant
prédéterminé étant la somme du courant croissant et du courant décrois-
sant, des premiers moyens de génération de courant constant ( 303) qui réagissent à une première tension de référence appliquée en fournissant un troisième courant constant prédéterminé à la seconde source de courant constant, des seconds moyens de génération de courant constant ( 304) qui réagissent à une seconde tension de référence appliquée en fournissant un quatrième courant constant prédéterminé à la seconde source de courant
constant, le second courant constant prédéterminé étant la somme des troi-
sième et quatrième courants constants, des premiers moyens de charge ( 511) ayant une extrémité connectée à un potentiel de source d'énergie
et l'autre extrémité connectée aux moyens de génération de courant crois-
sant et aux seconds moyens de génération de courant constant, et des se-
conds moyens de charge ( 512) ayant une extrémité connectée au potentiel
de source d'énergie et l'autre extrémité connectée aux moyens de généra-
tion de courant décroissant et aux premiers moyens de génération de cou-
rant constant, une tension de sortie différentielle étant fournie en sortie par les autres extrémités de chacun des premiers et seconds moyens de charge.
2 Amplificateur différentiel selon la revendication 1, caracté-
risé en ce que le signal d'entrée analogique comprend des première et se-
conde tensions d'entrée différentielles, les moyens de génération de cou-
rant croissant comprennent des premiers moyens de génération de courant
proportionnel ( 301) qui réagissent à la première tension d'entrée différentiel-
le en fournissant à la première source de courant constant un courant proportionnel à la première tension d'entrée différentielle, et les moyens de génération de courant décroissant comprennent des seconds moyens de génération de courant proportionnel ( 302) qui réagissent à la seconde ten- sion d'entrée différentielle en fournissant à la seconde source de courant
constant un courant proportionnel à la seconde tension d'entrée différentielle.
3 Amplificateur différentiel selon la revendication 2, caracté-
risé en ce que les premiers moyens de génération de courant proportionnel comprennent un premier transistor ( 301) qui est connecté entre l'autre
extrémité des premiers moyens de charge et le noeud de sortie de la pre-
mière source de courant constant, ce premier transistor ayant une électro-
de de commande qui est connectée de façon à recevoir la première tension d'entrée différentielle, et les seconds moyens de génération de courant
proportionnel comprennent un second transistor ( 302) qui est connecté en-
tre l'autre extrémité des seconds moyens de charge et le noeud de sortie de la première source de courant constant, ce second transistor ayant une électrode de commande connectée de façon à recevoir la seconde tension
d'entrée différentielle.
4 Amplificateur différentiel selon la revendication 3, caracté-
risé en ce que le premier transistor est un premier transistor bipolaire, la tension base-émetteur de ce premier transistor bipolaire étant changée sous l'effet de la première tension d'entrée différentielle, et le second transistor est un second transistor bipolaire, la tension base- émetteur de
ce second transistor bipolaire étant changée sous l'effet de la seconde ten-
sion d'entrée différentielle.
Amplificateur différentiel selon la revendication 2, caracté- risé en ce que les premiers moyens de génération de courant constant comprennent des troisièmes moyens de génération de courant proportionnel ( 303) qui sont destinés à fournir à la seconde source de courant constant un courant proportionnel à la première tension de référence appliquée, et les seconds moyens de génération de courant constant comprennent des quatrièmes moyens de génération de courant proportionnel ( 304) qui sont destinés à fournir à la seconde source de courant constant un courant
proportionnel à la troisième tension de référence appliquée.
6 Amplificateur différentiel selon la revendication 5, caracté-
risé en ce que les troisièmes moyens de génération de courant proportion-
nel comprennent un troisième transistor ( 303) qui est connecté entre l'au-
tre extrémité des seconds moyens de charge et le noeud de sortie de la seconde source de courant constant, ce troisième transistor ayant une élec- trode de commande qui est connectée de façon à recevoir la première tension de référence appliquée, et les quatrièmes moyens de génération de courant proportionnel comprennent un quatrième transistor ( 304) qui est connecté entre l'autre extrémité des premiers moyens de charge et le noeud de sortie de la seconde source de courant constant, ce quatrième transistor ayant une électrode de commande qui est connectée de façon à
recevoir la seconde tension de référence appliquée.
7 Amplificateur différentiel selon la revendication 6, caracté-
risé en ce que le troisième transistor est un troisième transistor bipolaire ( 303) dont la tension base-émetteur est déterminée par la première tension
de référence appliquée, et le quatrième transistor est un quatrième tran-
sistor bipolaire ( 304) dont la tension base-émetteur est déterminée par la
seconde tension de référence appliquée.
8 Amplificateur différentiel selon la revendication 2, caracté-
risé en ce qu'il comprend en outre des moyens d'extension de plage pro-
portionnelle ( 311-314, 315, 316) qui sont destinés à étendre une plage de différence entre les première et seconde tensions d'entrée différentielles dans laquelle des courants appliqués par les premiers et seconds moyens de
génération de courant proportionnel peuvent être mutuellement proportionnels.
9 Amplificateur différentiel selon la revendication 8, caracté-
risé en ce que les moyens d'extension de plage proportionnelle compren-
nent: une première résistance ( 311) connectée entre les premiers moyens
de génération de courant proportionnel et un noeud de sortie de la pre-
mière source de courant constant, et une seconde résistance ( 312) con-
nectée entre les seconds moyens de génération de courant proportionnel et
le noeud de sortie de la première source de courant constant.
Amplificateur différentiel selon la revendication 8, caracté-
risé en ce que les moyens d'extension de plage proportionnelle compren-
nent une troisième résistance ( 315) qui est connectée entre les noeuds de
sortie des premiers et seconds moyens de génération de courant proportionnel.
Il Amplificateur différentiel selon la revendication 1, caracté-
risé en ce qu'il comprend en outre des premiers moyens de commutation
( 305) qui sont connectés entre les moyens de génération de courant crois-
sant et les moyens de génération de courant décroissant et la première source de courant constant, et qui peuvent être actionnés par un signal
de commande appliqué.
12 Comparateur caractérisé en ce qu'il comprend: un amplifica-
teur différentiel ( 400) selon la revendication 1, et des moyens de conver-
sion en binaire ( 530) qui réagissent à un signal de sortie différentiel émis par l'amplificateur différentiel en produisant un signal de conversion
en binaire.
13 Comparateur selon la revendication 12, caractérisé en ce que les moyens de conversion en binaire comprennent un circuit de bascule ( 526, 527) qui est destiné à mémoriser le signal de sortie différentiel qui
est émis par l'amplificateur différentiel.
14 Comparateur selon la revendication 13, caractérisé en ce que
les moyens de conversion en binaire comprennent des moyens d'amplifica-
tion à sortie différentielle ( 521-524) qui sont destinés à amplifier le signal de sortie différentielle qui est émis par l'amplificateur différentiel, et le circuit de bascule mémorise un signal qui est amplifié par les moyens
d'amplification à sortie différentielle.
Comparateur selon la revendication 14, caractérisé en ce que
les moyens de conversion en binaire comprennent en outre des moyens d'ac-
tivation sélective ( 525, 528, 529) qui réagissent à un signal de commande d'activation en activant sélectivement soit le circuit de bascule, soit
les moyens d'amplification à sortie différentielle.
16 Convertisseur analogique/numérique ( 1) caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de génération de signaux différentiels ( 14) qui réagissent à un signal d'entrée analogique en générant des premier et
second signaux différentiels, des moyens de génération de tensions de ré-
férence ( 5) qui sont destinés à produire des première et seconde tensions
de référence pour définir une différence de potentiel supérieure prédé-
terminée, et des troisième et quatrième tensions de référence pour définir une différence de potentiel inférieure prédéterminée, un premier moyen comparateur ( 61) qui est destiné à comparer une différence de tension entre les premier et second signaux différentiels avec une différence entre
les première et seconde tensions de référence, et un second moyen compa-
rateur ( 62) qui est destiné à comparer la différence de tension entre les premier et second signaux différentiels avec une différence entre les troisième et quatrième tensions de référence, chacun des premier et second moyens comparateurs étant réalisé par le comparateur ( 400, 530) conforme
à la revendication 12.
17 Convertisseur analogique/numérique caractérisé en ce qu'il
comprend: des moyens de génération de signaux différentiels ( 14) réagis-
sant à un signal d'entrée analogique en produisant des premier et second signaux différentiels, des moyens de génération de paires de tensions de référence ( 5) destinés à produire N paires de tensions de référence dont
la différence de tension est successivement réduite, et N moyens compara-
teurs ( 61-6 n), chacun d'eux étant destiné à recevoir les premier et second
signaux différentiels et la paire correspondante parmi les N paires de ten-
sions de référence, et comparant une différence de tension entre les pre-
mier et second signaux différentiels avec une différence de tension entre des tensions de la paire de tensions de référence correspondantes, chacun des N moyens comparateurs étant réalisé par le comparateur conforme à la
revendication 12.
18 Convertisseur analogique/numérique selon la revendication 17, caractérisé en ce que les N moyens comparateurs fournissent en sortie un signal de code de thermomètre, ce convertisseur analogique/numérique comprenant en outre des moyens codeurs ( 4) qui sont destinés à convertir en un signal binaire le signal de code de thermomètre qui est fourni par
les N moyens comparateurs.
19 Amplificateur différentiel ( 400) caractérisé en ce qu'il com-
prend: une première source de courant constant ( 305, 307, 309) qui est destinée à faire circuler un premier courant constant prédéterminé, une seconde source de courant constant ( 306, 308, 309) qui est destinée à faire
circuler un second courant constant prédéterminé, des moyens de généra-
tion de courant croissant ( 301) qui réagissent à un signal d'entrée analo-
gique en appliquant le courant croissant à la première source de courant constant, des premiers moyens de génération de courant de compensation ( 302) qui sont destinés à appliquer un premier courant de compensation à
la première source de courant constant, des moyens de génération de cou-
rant décroissant ( 303) qui réagissent au signal d'entrée analogique en ap-
pliquant le courant décroissant à la seconde source de courant constant, des seconds moyens de génération de courant de compensation ( 304) qui sont destinés à appliquer un second courant de compensation à la seconde source de courant constant, des premiers moyens de charge ( 511) ayant
une extrémité connectée à un potentiel de source d'énergie et l'autre ex-
trémité connectée aux moyens de génération de courant constant et aux seconds moyens de génération de courant de compensation, et des seconds moyens de charge ( 512) ayant une extrémité connectée à un potentiel de source d'énergie et l'autre extrémité connectée aux moyens de génération de courant décroissant et aux premiers moyens de génération de courant de compensation, une tension de sortie différentielle étant présentée en sortie par l'intermédiaire de l'extrémité de sortie de chacun des premiers
et seconds moyens de charge.
Amplificateur différentiel selon la revendication 19, caracté-
risé en ce que les signaux d'entrée analogiques sont des première et se-
conde tensions d'entrée différentielles, les moyens de génération de cou-
rant croissant comprennent des premiers moyens de génération de courant
proportionnel ( 301) qui réagissent à la première tension d'entrée dif-
férentielle en appliquant à la première source de courant constant un cou-
rant proportionnel à la première tension d'entrée différentielle, et les moyens de génération de courant décroissant comprennent des seconds moyens de génération de courant proportionnel ( 303) qui réagissent à la seconde tension d'entrée différentielle en appliquant à la seconde source
de courant constant un courant proportionnel à la seconde tension d'en-
trée différentielle.
21 Amplificateur différentiel selon la revendication 20, caracté-
risé en ce que les premiers moyens de génération de courant proportionnel comprennent un premier transistor ( 301) qui est connecté entre l'autre
extrémité des premiers moyens de charge et un noeud de sortie de la pre-
mière source de courant constant, ce premier transistor ayant une électro-
de de commande qui est connectée de façon à recevoir la première tension d'entrée différentielle, et les seconds moyens de génération de courant
proportionnel comprennent un second transistor ( 303) qui est connecté en-
tre l'autre extrémité des seconds moyens de charge et un noeud de sortie de la seconde source de courant constant, ce second transistor ayant une électrode de commande qui est connectée de façon à recevoir la seconde
tension d'entrée différentielle.
22 Amplificateur différentiel selon la revendication 21, caracté- risé en ce que le premier transistor est un premier transistor bipolaire
( 301) dont la tension base-émetteur est changée sous l'effet de la premiè-
re tension d'entrée différentielle, et le second transistor est un second transistor bipolaire ( 303) dont la tension base-émetteur est changée sous
l'effet de la seconde tension d'entrée différentielle.
23 Amplificateur différentiel selon la revendication 20, caracté-
risé en ce que les premiers moyens de génération de courant de compensa-
tion comprennent un troisième transistor ( 302) qui est connecté entre l'autre extrémité des seconds moyens de charge et un noeud de sortie de la première source de courant constant, ce troisième transistor ayant une électrode de commande qui est connectée de façon à recevoir une première tension de référence appliquée, et les seconds moyens de génération de
courant de compensation comprennent un quatrième transistor ( 304) con-
necté entre l'autre extrémité des premiers moyens de charge et un noeud
de sortie de la seconde source de courant constant, ce quatrième transis-
tor ayant une électrode de commande qui est connectée de façon à rece-
voir une seconde tension de référence appliquée.
24 Amplificateur différentiel selon la revendication 28, caracté-
risé en ce que le troisième transistor est un troisième transistor bipolaire ( 302) dont la tension base-émetteur est déterminée par la première tension
de référence appliquée, et le quatrième transistor est un quatrième transis-
tor bipolaire ( 304) dont la tension base-émetteur est déterminée par la
seconde tension de référence appliquée.
Comparateur caractérisé en ce qu'il comprend: l'amplifica-
teur différentiel ( 400) conforme à la revendication 19, et des moyens de conversion en binaire ( 530) qui réagissent à un signal de sortie différentiel
émis par l'amplificateur différentiel en produisant un signal binaire.
26 Convertisseur analogique/numérique caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de génération de signaux différentiels ( 14) qui
réagissent à un signal d'entrée analogique en produisant des premier et se-
cond signaux différentiels, des moyens de génération de tensions de ré-
férence ( 5) qui sont destinés à produire des première et seconde tensions
de référence pour définir une différence de potentiel supérieure prédé-
terminée, et des troisième et quatrième tensions de référence pour définir une différence de potentiel inférieure prédéterminée, un premier moyen
comparateur ( 61) qui est destiné à comparer une différence de tension en-
tre les premier et second signaux différentiels avec une différence entre
les première et seconde tensions de référence, et un second moyen compa-
rateur ( 62) qui est destiné à comparer la différence de tension entre les
premier et second signaux différentiels avec une différence entre les troi-
sième et quatrième tensions de référence, chacun des premier et second
moyens comparateurs étant réalisé par le comparateur conforme à la re-
vendication 25.
27 Convertisseur analogique/numérique caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens de génération de signaux différentiels ( 14) qui réagissent à un signal d'entrée analogique en produisant des premier et
second signaux différentiels, des moyens de génération de paires de ten-
sions de référence ( 5) qui sont destinés à produire N paires de tensions de référence dont la différence de tension est successivement réduite, et N moyens comparateurs ( 61-6 n), chacun d'eux étant destiné à recevoir les premier et second signaux différentiels et l'une correspondante des N paires de tensions de référence, et à comparer une différence de tension entre les premier et second signaux différentiels avec une différence de tension entre les tensions de la paire de tensions de référence correspondante, chacun de ces N moyens comparateurs étant réalisé par le comparateur
conforme à la revendication 25.
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