FR2699764A1 - Amplificateur opérationnel à plusieurs entrées et applications. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne les amplificateurs opérationnels et leurs applications. Pour permettre des applications supplémentaires des amplificateurs opérationnels dans le traitement analogique des signaux électriques, l'invention propose que l'amplificateur ait une entrée inverseuse (E20) et plusieurs entrées non-inverseuses (E10, E11). L'entrée non-inverseuse prédominante dans la fonction de transfert est alors l'entrée au potentiel le plus haut (amplificateur de type N) ou l'entrée au potentiel le plus bas (amplificateur de type P). Les applications nouvelles engendrées sont par exemple: une fonction MIN ou MAX de plusieurs tensions d'entrée, des fonctions de limitation précise de tension, et des fonctions de redressement double alternance précis.

Description

AMPLIFICATEUR OPERATIONNEL
A PLUSIEURS ENTREES ET APPLICATIONS
L'invention concerne les amplificateurs opérationnels et leurs applications.

Quelques considérations préliminaires sont données ci-dessous pour cerner ce qui doit être compris dans cette demande de brevet sous l'appellation "amplificateur opérationnel".

Un amplificateur opérationnel est un circuit électrique analogique dont les caractéristiques théoriques sont les suivantes gain intrinsèque infini, impédance d'entrée infinie, impédance de sortie nulle. Ces caractéristiques théoriques lui confèrent des propriétés particulières qui permettent d'utiliser ce composant pour réaliser différentes fonctions analogiques selon les éléments de circuit qu'on va lui associer. Les caractéristiques réelles de gain et d'impédances d'entrée et de sortie ne peuvent évidemment que tendre à se rapprocher des caractéristiques théoriques et s'expriment plutôt comme : grand gain, grande impédance d'entrée et faible impédance de sortie.

Les valeurs numériques de ces paramètres réels sont évidemment très fortement fonction des applications envisagées et de la technologie utilisée. Par exemple, si l'application de l'amplificateur est une comparaison très précise de niveaux analogiques de tensions d'entrée, il faut un gain intrinsèque beaucoup plus grand que si l'amplificateur doit simplement servir de suiveur pour la recopie approximative d'une tension; mais dans ce dernier cas la valeur de l'impédance d'entrée devra peut-être avoir une valeur particulièrement élevée et l'impédance de sortie une valeur particulièrement faible.D'autre part la technologie influe aussi sur ces paramètres: les réalisations en circuit intégré à très haute densité d'intégration ne permettent pas de faire des gros transistors de sortie, et par conséquent l'impédance de sortie de l'amplificateur ne pourra pas véritablement se rapprocher de zéro. Quant à l'impédance d'entrée, si elle est forte dans les technologies de circuits intégrés MOS, elle est en pratique beaucoup plus faible dans les technologies de circuits intégrés bipolaires.

Mais en général un amplificateur ayant une impédance d'entrée de quelques dizaines de kiloohms et un gain d'au moins 100 peut être considéré comme un amplificateur opérationnel.

D'autre part, un amplificateur opérationnel est un élément fonctionnel de circuit analogique, c'est-à-dire qu'il est destiné à servir au traitement de signaux analogiques. On distingue en effet les circuits de traitement analogique de signal et les circuits de traitement logiques. Un circuit logique a une fonction de transfert qui s'exprime uniquement en fonction de deux états possible, haut et bas, des signaux d'entrée et de sortie. Un circuit analogique a une fonction de transfert qui s'exprime de manière plus complexe comme une valeur déterminée de tension (ou courant) en fonction des valeurs de tensions ou courants, sans que ces valeurs soient réduites à deux possibilités seulement.

Un amplificateur opérationnel peut donc être reconnu comme tel en partie grâce à l'application dans laquelle il se situe dans une application purement logique on peut trouver des circuits ayant des fonctions d'amplification et ressemblant même à des amplificateurs opérationnels, mais on ne peut pas pour autant les qualifier d'amplificateurs opérationnels.

Les amplificateurs opérationnels ont deux entrées, et au moins une sortie. Une entrée est inverseuse, ctest-à-dire que la tension de sortie varie en sens inverse de la tension sur l'entrée inverseuse; l'autre entrée est non-inverseuse, la tension de sortie variant dans le même sens que la tension d'entrée. L'amplificateur peut avoir une seule sortie, ou au contraire deux sorties variant en sens inverse l'une de l'autre, auquel cas l'amplificateur opérationnel est un amplificateur à sorties différentielles.

La construction d'un amplificateur opérationnel est le plus souvent la suivante : il comprend un ou plusieurs étages, et parmi ces étages un étage différentiel comprenant deux branches différentielles qui sont reliées d'un côté à une source de tension d'alimentation Vcc et de l'autre à une source de courant.

Le courant de cette source se partage entre les deux branches.

Chaque branche comporte au moins un transistor d'entrée et une charge. L'électrode de commande (base pour un transistor bipolaire, grille pour un transistor MOS) de l'un des transistors d'entrée est l'entrée inverseuse; l'électrode de commande de l'autre transistor d'entrée est l'entrée non-inverseuse. Les collecteurs des transistors d'entrée peuvent en général servir de sortie à l'étage. Les charges des branches différentielles peuvent être passives (résistances) ou actives (transistors, montages cascodes, etc.). L'impédance de la charge joue un grand rôle sur le gain de l'étage. D'autres étages peuvent être placés en sortie pour augmenter le gain dans le cas où le gain propre de l'étage différentiel n'est pas suffisant pour que l'amplificateur puisse être considéré comme un amplificateur opérationnel.Un étage final à faible impédance de sortie peut être prévu juste avant la sortie de l'amplificateur.

Les amplificateurs opérationnels ont des applications variées parmi lesquelles on peut citer d'abord l'amplification proportionnelle de signaux analogiques avec un gain fini : on applique un signal analogique Ve à travers une résistance d'entrée RI et on reboucle la sortie sur l'entrée inverseuse avec une résistance de rebouclage R2; la tension de sortie Vs est égale à la tension Ve multipliée par le rapport des résistances et multipliée par -1 -
Dérivée de ce principe d'entrée par une résistance et de rebouclage par une autre résistance, on peut citer de nombreuses autres applications telles que par exemple
- intégrateur analogique : la résistance de rebouclage est remplacée par une capacité;
- dérivateur analogique: la résistance d'entrée est remplacée par une capacité;
- sommateurs de tensions analogiques : plusieurs résistances d'entrée sont connectées ensemble par une de leurs extrémités à l'entrée inverseuse de l'amplificateur; la tension de sortie analogique est, au signe près, la somme des tensions analogiques appliquées aux autres extrémités des résistances; la sommation est pondérée en fonction des valeurs de résistances;
- suiveur de tension : la sortie est rebouclée par un court-circuit sur l'entrée inverseuse; il n'y a pas de résistance d'entrée;
- amplificateur logarithmique ou exponentiel de tensions analogiques : la résistance d'entrée ou la résistance de bouclage sont remplacées par une diode à caractéristique courant-tension logarithmique;
- circuits analogiques à capacités commutées : les résistances d'entrée et de rebouclage sont remplacées par des capacités, et des interrupteurs commutent ces capacités selon des cycles appropriés pour transférer des charges électriques selon des fonctions de transferts analogiques désirées;
- comparateur à seuil : l'entrée non-inverseuse est reliée à une tension de référence définissant un seuil. La sortie n'est pas rebouclée sur l'entrée inverseuse, ou est rebouclée par l'intermédiaire d'une résistance élevée. Un tel comparateur assure par exemple la transition entre un circuit analogique et un circuit logique.

Outre son grand gain intrinsèque, son impédance d'entrée élevée et sa faible impédance de sortie, un amplificateur opérationnel a par conséquent aussi pour particularité de n'être pas à lui tout seul un élément fonctionnellement utilisable, sauf peut-être le cas particulier de l'amplificateur operationnel utilisé en comparateur. Au contraire il doit pratiquement toujours être associé à au moins un circuit de rebouciage (résistance, diode, capacité, etc.) qui relie la sortie à l'entrée inverseuse. C'est donc en partie grâce à ce rebouclage entre la sortie et une entrée (sauf le cas du comparateur) qu'on peut reconnaître que l'amplificateur est un ampliricateur opérationnel.

Pour mieux illustrer ce dernier point : si l'amplificateur opérationnel est associé à des résistances d'entrée et une résistance de rebouclage, on réalise bien sûr un amplificateur; mais cet amplificateur n'est plus un amplificateur opérationnel.

I1 a un certain gain, une certaine impédance d'entrée, et une certaine impédance de sortie, ces paramètres étant liés maintenant pratiquement uniquement aux résistances d'entrée et de rebouclage; mais il ne présente plus les caractéristiques d'un amplificateur opérationnel. En d'autres mots, l'amplificateur opérationel est la partie d'amplificateur dépourvue des résistances d'entrée et de rebouclage, et qui est justement destinée à être associée à des résistances d'entrée et de rebouclage (ou parfois d'autres éléments d'entrée et de rebouclage), pour pouvoir fonctionner dans des applications analogiques.

Ayant ainsi mieux cerné ce qu'on entend par amplificateur opérationnel dans la présente invention, par opposition à des amplificateurs en général et par opposition à des circuits logiques, on va exposer l'objet de l'invention.

Le but de l'invention est d'augmenter les possibilités d'application des amplificateurs opérationnels et d'améliorer les performances de ces applications grâce à une amélioration apportée à l'amplificateur opérationnel lui-même. L'invention vise aussi à proposer des applications nouvelles d'amplificateurs opérationnels, utilisant l'amplificateur opérationnel amélioré.

Selon l'invention, on propose un amplificateur opérationnel, dont la caractéristique est qu'il comporte plusieurs entrées de même polarité et au moins une entrée de polarité opposée. En pratique, les entrées de même polarité sont les entrées non-inverseuses et l'entrée de polarité opposée est une entrée inverseuse.

Pour la réalisation, on prévoit de préférence que l'amplificateur opérationnel comporte un ou plusieurs étages, parmi lesquels un étage d'entrée ayant une paire de branches différentielles alimentées par une source de courant commune, chaque branche comportant au moins un transistor d'entrée et une charge; au moins une des branches posssède au moins un transistor d'entrée supplémentaire en parallèle sur le transistor d'entrée de cette branche, les électrodes de commande (base de transistor bipolaire ou grille de transistor à effet de champ) constituant deux entrées de signal analogique indépendantes, de même polarité, pour l'amplificateur opérationnel, et l'électrode de commande du transistor d'entrée de l'autre branche constituant une entrée de polarité opposée.

Dans son utilisation à l'intérieur d'un circuit électrique analogique, cet amplificateur opérationnel comportera pratiquement toujours un circuit de rebouclage entre la sortie et l'entrée de polarité opposée. Cette entrée de polarité opposée sera pratiquement toujours une entrée inverseuse, les deux entrées de même polarité étant deux entrées non-inverseuses. Le circuit de rebouclage sera le plus souvent une résistance, ou un court-circuit; mais il peut être aussi constitué par des diodes, des capacités, et d'autres circuits plus complexes.

D'autres entrées non-inverseuses peuvent encore être prévues, en disposant à chaque fois un transistor en parallèle sur le transistor supplémentaire et le transistor d'entrée.

L'invention est applicable aussi bien pour des amplificateurs dont les transistors d'entrée sont bipolaires de type NPN ou à effet de champ à canal N que pour des amplificateurs dont les transistors d'entrée sont bipolairs de type PNP ou à effet de champ à canal P. Les circuits d'application de l'amplificateur opérationnel peuvent d'ailleurs mélanger des amplificateurs opérationnels de ces différents types pour certaines fonctions.

L'invention propose d'utiliser cet amplificateur opérationnel pour réaliser notamment
- une fonction analogique MAX (V1, V2, ...) ctest-à-dire que l'amplificateur opérationnel est utilisé pour fournir une tension de sortie qui est égale à la plus haute des tensions d'entrée; - une fonction MIN (Vi, V2, ...) : tension de sortie égale à la plus faible des tensions d'entrée;
- une fonction de limitation inférieure ou supérieure de tension : la tension de sortie est égale ou proportionnelle à la tension d'entrée jusqu'à une certaine valeur de tension d'entrée basse ou haute puis elle est bloquée à une valeur constante;
- une fonction de gabarit de limitation: la tension de sortie est proportionnelle à la tension d'entrée avec des coefficients de limitation successifs variant avec la gamme dans laquelle se situe la tension d'entrée;
- une fonction de redressement double alternance précise, et pouvant même prendre en compte et rattraper les erreurs de tension de décalage de l'amplificateur opérationnel en petits signaux.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit et qui est faite en référence aux dessins annexés dans lesquels
- la figure 1 représente un schéma simplifié classique d'amplificateur analogique classique, et le symbole d'amplificateur opérationnel qui lui correspond;
- la figure 2 représente des applications analogiques usuelles d'amplificateurs opérationnels;
- la figure 3 représente symboliquement l'amplificateur opérationnel selon l'invention;
- la figure 4 représente une réalisation de l'invention;
- la figure 5 représente une autre réalisation;
- la figure 6 représente une réalisation avec des transistors d'entrée à canal P;
- la figure 7 représente une application pour la fonction
MAX(VeO, Vel, etc.);
- la figure 8 représente une application pour la fonction
MAX et MIN;;
- la figure 9 représente une application pour une fonction de limitation de tension;
- la figure 10 représente une autre application de limitation;
- la figure il représente la fonction de transfert associée à la figure 10;
- la figure 12 représente une application de redressement double alternance;
- la figure 13 représente un diagramme correspondant à la figure i1;
- la figure 14 représente une variante d'application de redressement double alternance.

A la figure 1 on voit la structure la plus classique pour un amplificateur analogique classique à grand gain ou "amplificateur opérationnel". Cette structure est représentée dans le cas où les transistors d'entrée sont bipolaires de type
NPN; les structures réalisées avec d'autres types de transistors sont tout aussi classiques.

L'amplificateur comporte au moins un étage différentiel constitué par deux branches différentielles alimentées par une même source de courant SCl. Chaque branche comprend au moins un transistor d'entrée (Tl pour la première branche > T2 pour la deuxième) en série avec une charge respective (CH1 pour la première branche, Cri!2 pour la deuxième). La charge peut être une simple résistance ou un transistor monté en résistance, ou encore une charge active constituée par un circuit à transistors.

Les émetteurs des transistors T1 et T2 sont reliés à la source de courant commune SUC 1. directement ou par l'intermédiaire de résistances dites reqistances d'émetteur qui augmentent l'impédance d'entre de l'étage mais qui réduisent le gain.

La sortie S i de l'étage est prise par exemple sur le collecteur du transistor de sortie T2 de la deuxième branche. La base du transistor T1 constitue alors une entrée non-inverseuse
E10 pour l'amplificateur opérationnel, et la base du transistor
T2 constitue une entrée inverseuse E20.

Cet étage d'entrée peut être suivi, surtout s'il n'a pas assez de gain, par un ou plusieurs étages supplémentaires, ET1,
ET2; le dernier étage est de préférence un étage à faible gain et à faible impédance de sortie. La sortie de l'amplificateur opérationnel est la sortie S du dernier étage.

Le symbole classique de l'amplificateur opérationnel est dessiné sur la figure 1, avec une entrée non-inverseuse E10, une entrée inverseuse E20, et une sortie S.

La figure 2 rappelle sommairement quelques schémas d'utilisation classique des amplificateurs opérationnels
- amplificateur à gain fini -R2/R1 (fig. 2a)
- sommateur (fig. 2b)
- intégrateur (fig 2c)
- dérivateur (fig 2d)
- suiveur de tension (fig 2e)
- amplificateur logarithmique (2f)
- comparateur à seuil (fig 2g).

A l'exception du comparateur à seuil, qui est une fonction de transition entre des circuits de traitement analogiques et des circuits de traitement logique, toutes ces applications sont des applications de traitement de signaux analogiques. De plus, elles nécessitent le rebouclage de la sortie S de l'amplificateur opérationnel sur une entrée (sauf cas très particulier, c'est sur l'entrée inverseuse E20 qu'est realise.- ce rebouclage).

L'invention propose un amplificateur opérationnel sont la caractéristique principale est qu'il possède au moins deux entrées de même polarité et au moins une entrée de polarité opposée. En principe, les deux entrées de même polarité seront les entrées non-inverseuses, l'entrée inverseuse e tant de préférence unique.

La présence de plusieurs entrées de même polarité conne en effet des possibilités d'application supplémentaires aux circuits de traitement de signaux analogiques utilisant des amplificateurs opérationnels.

La figure 3 représente symboliquement l'amplificateur opérationnel selon l'invention. I1 a deux entrées non-inverseuses
E10 et E11, et une entrée inverseuse E20. I1 peut aussi avoir un plus grand nombre d'entrées non-inverseuses. I1 peut même avoir plusieurs entreés inverseuses.

La figure 4 représente la modification très simple qui doit être effectuée sur le circuit interne d'amplificateur opérationnel de la figure 1 pour réaliser l'invention: un transistor T11 est placé en parallèle sur le transistor T1, son électrode de commande restant indépendante de celle de T1 et constituant une entrée non-inverseuse supplémentaire Eii. Le collecteur de T11 est donc relié au collecteur de T1 et les émetteurs sont également reliés. Si un plus grand nombre d'entrées non-inverseuses doit être prévu, des transistors supplémentaires seront connectés en parallèle sur le transistor
T1, chacun avec une entrée indépendante qui est l'électrode de commande du transistor.

On notera que dans le cas où une résistance d'émetteur est intercalée entre l'émetteur du transistor T1 et la source de courant SC1, il est préférable également qu'une résistance d'émetteur soit intercalée entre l'émetteur de T11 et la source de courant SC1. Ceci veut dire qu'alors la mise en parallèle des transistors d'entrée T1 et Tîl consiste à mettre en parallèle les ensembles transistor + résistance d'émetteur.

L'amplificateur opérationnel de la figure 4 fonctionne alors comme un amplificateur ordinaire ayant une seule entrée non-inverseuse qui serait celle des entrées non-inverseuses qui reçoit la tension la plus élevée. Les autres entrées non-inverseuses, qui reçoivent des tensions moins élevées, peuvent alors être considérées comme des entrées inactives.

La figure 5 représente une construction symétrique pour un amplificateur opérationnel ayant des transistors d'entrée de type PNP. Dans ce cas, l'amplificateur opérationnel fonctionne comme un amplificateur classique ayant une seule entrée non-inverseuse, qui serait celle des entrées non-inverseuses qui reçoit la tension la moins élevée; les autres entrées non-inverseuses sont alors considérées comme pratiquement inactives.

On pourrait bien sûr aussi faire une transposition des figures 4 et 5 avec des transistors à effet de champ, à cnal N et
P respectivement.

La figure 6 représente un schéma d'amplificateur à transistors d'entrée NPN, dans le cas où la charge des branches différentielles est une charge active, en vue d'augmenter le gain de l'étage. La charge de la première branche différentielle est un transistor PNP T3 dont l'émetteur est relié à une source de tension positive à Vcc et dont le collecteur et la base sont reliés au collecteur du transistor d'entrée de la branche. La charge de la deuxième branche est un transistor PNP T4 monté comme le transistor T3 mais ayant sa base reliée non pas à son collecteur mais à la base du transistor T3.

Les figures qui suivent représentent des exemples d'applications intéressantes de l'amplificateur opérationnel selon l'invention.

La figure 7 représente une application analogique réalisant la fonction MAX(VeO, Vel, etc..) ou la fonction
MIN(VeO, Vel, etc.) : la tension de sortie Vs sur la sortie S de l'amplificateur opérationnel est égale à la plus grande ou la plus petite des tensions analogiques (VeO, Vel, ...) appliquées aux différentes entrées non-inverseuses E10, E11, etc. La sortie
S est rebouclée par un court-circuit sur l'entrée inverseuse E20.

Si l'amplificateur est un amplificateur réalisé avec des transistors d'entrée de type NPN (ou à canal N), la fonction
MAX(VeO, Vel, ...) est réalisée. Si au contraire l'amplificateur est réalisé avec des transistors PNP (ou à canal P), la fonction
MIN est réalisée.

La figure 8 représente une application avec production conjointe des fonctions MAX et MIN sur les mêmes tensions d'entrée VeO, Vel, etc.; ces tensions d'entrée sont appliquées respectivement aux entrées d'un amplificateur à transistors d'entrée N (symbole N dans l'amplificateur) et aux entrées d'un amplificateur à transistors d'entrée P (symbole P). La sortie Sn du premier amplificateur fournit la fonction analogique MAX; la sortie du deuxième fournit la fonction analogique MIN.

Les fonctions MAX et MIN ainsi réalisées sont très précises puisque la tension de sortie suit la tension maximale ou minimale avec un décalage qui est le décalage propre de l'amplificateur opérationnel (quelques millivolts par exemple).

On peut modifier le gain de ces fonctions en plaçant une résistance de rebouclage R2 entre la sortie S et l'entrée inverseuse (au lieu d'un court-circuit) et une résistance R1 entre cette entrée et une masse. Le gain est égal à (1+R2/R1).

La figure 9 représente une application de limiteur de tension : un amplificateur opérationnel ayant sa sortie rebouclée sur son entrée inverseuse reçoit sur une première entrée non-inverseuse ElO une tension d'entrée Ve, et sur une deuxième entrée non-inverseuse Ell une tension limite Vinf ou Vsup.

Si l'amplificateur a des transistors d'entrée de type NPN (ou à canal N), la tension limite appliquée à son entrée E11 est une limite inférieure Vinf; la tension de sortie Vs est égale à
Ve si Vs est plus grand que Vinf et égale à Vinf dans le cas contraire. Si au contraire l'amplificateur a des transistors d'entrée de type PNP ou à canal P, la tension appliquée à l'entrée E11 est une limite supérieure Vsup; la tension de sortie
Vs est égale à Ve si Ve est plus petit que Vsup et égale à Vsup dans le cas contraire.

Les deux montages peuvent être mis en série pour réaliser une double fonction de limitation par Vinf et Vsup, Vinf étant bien entendu inférieure à Vsup. Un premier amplificateur impose une des limites; sa tension de sortie est appliquée comme tension d'entrée à ltentrée E10 de l'autre amplificateur.

A titre d'exemple des modifications qu'on peut apporter à l'amplificateur opérationnel selon l'invention, la figure 10 représente une application de limiteur de tension dans lequel les transistors d'entrée des branches différentielles comportent des résistances d'émetteur Re. Dans ce cas, la limitation de tension peut être progressive, comme le montre le diagramme de la figure 11 (limitation vers le haut par Vsup). Une limitation analogue progressive vers le bas (Vinf) peut être réalisée avec un amplficateurs à transistors d'entrée N. La plage de tension sur laquelle la pente Vs/Ve est réduite est une plage dV égale au produit de la résistance d'émetteur par le courant de polarisation de la source SC1. On peut donc obtenir des gabarits de limitation précis.

La figure 12 représente une application de redresseur double alternance. La tension d'entrée Ve à redresser est appliquée d'une part à une extrémité d'une résistance d'entrée R1 dont l'autre extrémité est reliée à l'entrée inverseuse E20, et d'autre part directement à une entrée non-inverseuse E10.

L'autre entrée non-inverseuse Ell est reliée à une référence de potentiel par rapport à laquelle doit être effectué le redressement. Cette référence de potentiel sera en général un point milieu entre la tension d'alimentation haute et la tension d'alimentation basse du circuit. On considère ici qu'elle correspond à un potentiel 0, et la tension de sortie Vs est mesurée par rapport à ce potentiel 0.

La sortie S de l'amplificateur opérationnel est rebouclée sur l'entrée inverseuse E20 par une résistance R2. Cette résistance R2 est en principe égale à R1 si on veut que les alternances positives et negatives soient de même gain unitaire.

Si Ve est positif par rapport à la référence de potentiel 0, l'entrée E10 est p prepondérante par rapport à E11, le rebouclage de l'amplificateur impose alors que l'entrée E20 suive le potentiel de ltefltree E10, c'est-à-dire Ve. Le courant qui circule dans R1 est alors nul; le courant dans R2 est donc également nul, et la sortie S prend le même potentiel Ve que l'entrée E20.

Si au contraire Ve est négatif, c'est l'entrée E11 qui devient l'entreé prépondérante de l'amplificateur opérationnel, elle impose un potentiel virtuel nul sur l'entrée E20.

L'amplificateur avec ses résistances R1, R2 devient un simple amplificateur à gain limité -R2/R1 (en principe R2/R1 = 1). La sortie prend la valeur Vs = -(R2/R1)Ve, c'est-à-dire -Ve.

La figure 13 représente le diagramme Vs, Ve qui résulte de ces explications et qui correspond à un redressement double alternance.

La figure 14 représente une variante de réalisation de la même fonction, permettant d'améliorer la précision pour des petits signaux d'entrée; la tension redressée du schéma de la figure 12 présente en effet un décalage pour les petits signaux.

Ce décalage peut être corrigé grâce à une deuxième entrée inverseuse E21, donc un deuxième transistor d'entrée en parallèle sur le transistor d'entrée T2 des différentes figures. Cette deuxième entrée inverseuse est reliée à la première. Cette deuxième entrée risque cependant d'introduire une erreur pour les grands signaux, et on peut prévoir, pour tenir compte des cas de petits signaux et des cas de grands signaux, que l'entrée inverseuse E21 est raccordée à l'entrée inverseuse E20 ou déconnectée selon les besoins, c 'est-à-dire selon l'amplitude de la tension d'entrée.

Plus généralement, il peut y avoir autant d'entrées inverseuses que d'entrées non-inverseuses, chacune des entrées inverseuses étant indépendante mais pouvant être relie aux autres.

Des exemples d'application nouvelles d'amplificateurs opérationnels pour le traitement de signaux analogiques ont été ainsi donnés; ils ne sont pas limitatifs et on peut s'lnsplrer des applications existantes, telles que celles de la figure 2, pour réaliser d'autres applications combinant le principe des mulitples entrées de même polarité et les différentes solutions connues de circuits d'entrée et de rebouclage.

Claims (15)

REVENDICATIONS

1. Amplificateur opérationnel, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs entrées de même polarité (E10, E11) et au moins une entrée (E20) de polarité opposée.

2. Amplificateur opérationnel selon la revendication 1, caractérisé en ce que les entrées de même polarité sont des entrées non-inverseuses et l'entrée de polarité opposée est une entrée inverseuse.

3. Amplificateur selon l'une des revendications 1 et 2, comportant un ou plusieurs étages, parmi lesquels un étage d'entrée ayant une paire de branches différentielles alimentées par une source de courant commune (S Cl), chaque branche comportant au moins un transistor d'entrée (T1, T2) et une charge (CH1, CH2), au moins une des branches posssèdant au moins un transistor d'entrée supplémentaire (T11) en parallèle sur le transistor d'entrée (T1) de cette branche, les électrodes de commande des transistors d'entrée de cette branche constituant deux entrées de signal analogique indépendantes (E10, Pli), de même polarité, et l'électrode de commande du transistor d'entrée de l'autre branche constituant une entrée de polarité opposée (E20).

4. Amplificateur opérationnel selon la revendication 3, caarctérisé en ce que les transistors d'entrée sont bipolaires de type NPN ou à effet de champ à canal N.

5. Amplificateur opérationnel selon la revendication 3, caractérisé en ce que les transistors d'entrée sont bipolaires de type PNP ou à effet de champ à canal P.

6. Amplificateur opérationnel selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce qu'une résistance d'émetteur (Re) est placée en série avec l'émetteur de chaque transistor d'entrée, et en ce que c'est l'ensemble du transistor d'entrée supplémentaire (T11) avec sa résistance d'émetteur qui est placé en parallèle avec l'ensemble d'un transistor d'entrée (T1) et de sa résistance d'émetteur.

7. Circuit analogique caractérisé en ce qu'il comporte un amplificateur opérationnel selon l'une des revendications précédentes et un circuit de rebouclage entre la sortie (S) de l'amplificateur et une entrée.

8. Circuit analogique selon la revendication 7, caractérisé en ce que le circuit de rebouclage relie la sortie à une entrée inverseuse de l'amplificateur.

9. Circuit analogique selon la revendication 8, caractérisé en ce que le circuit de rebouclage est une résistance ou un court-circuit.

10. Circuit analogique selon l'une des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que l'amplificateur opérationnel comporte au moins deux entrées non-inverseuses recevant chacune une tension d'entrée respective (VeO, Vel, ...), et une entrée inverseuse reliée à la sortie de l'amplificateur opérationnel, pour réaliser une fonction MIN (VeO, Vel, ..) ou MAX(VeO, Vel, ..).

11. Circuit analogique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte deux amplificateurs opérationnels ayant chacun deux entrées non-inverseuses, une entrée inverseuse reliée à la sortie de l'amplificateur respectif, l'un des amplificateurs ayant des transistors d'entrée de type NPN ou à canal N, et l'autre des transistors d'entrée de type opposé, les tensions d'entrée étant appliquées en parallèle sur les entrées non-inverseuses en parallèle des deux amplificateurs, le premier amplificateur fournissant une fonction

MAX(VeO, Vel, ...) et le deuxième une fonction MIN(VeO, Vel, . .) .

12. Circuit analogique selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une tension appliquée à une entrée non-inverseuse est une tension fixe (Vinf, Vsup) pour réaliser une fonction de limitation de niveau de tension.

13. Circuit analogique selon la revendication 8, caractérisé en ce que la sortie de l'amplificateur est rebouclée par une résistance (R2, fig. 12) sur l'entrée inverseuse (E20), une résistance d'entrée (R1, fig. 12) est connectée par une extrémité en amont de l'entrée inverseuse, une entrée non-inverseuse (Eli) est reliée à un potentiel de référence, et une tension d'entrée est appliquée simultanément à une autre extrémité de la résistance d'entrée et à une deuxième entrée non-inverseuse (E10).

14. Circuit analogique selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'amplificateur opérationnel comporte au moins une entrée inverseuse supplémentaire (E21) indépendante de la première entrée inverseuse.

15. Circuit analogique selon la revendication 14, caractérisé en ce que l'amplificateur opérationnel comporte autant d'entrées inverseuses que d'entrées non-inverseuses, chacune des entrées inverseuses étant indépendante mais pouvant être reliée aux autres.