FR3002386A1

FR3002386A1 - Amplifier i.e. voltage or power operational amplifier, for amplifying analog signals, has input attenuator implementing only resistive dipoles and/or networks of resistive dipoles formed in yarn or layer of resistive nickel-chromium alloy

Info

Publication number: FR3002386A1
Application number: FR1300368A
Authority: FR
Inventors: Pierre Emile Jean Marie Pinsseau
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2013-02-18
Filing date: 2013-02-18
Publication date: 2014-08-22

Abstract

The amplifier has negative feedback loops, and an input attenuator implementing only resistive dipoles (201, 202) and/or networks of resistive dipoles formed exclusively in yarn or layer of resistive nickel-chromium alloy without passivation by the application of surface additive. The entirety of the resistive dipoles and/or networks of resistive dipoles are fixed and/or are adjustable from the circuit and attenuator.

Description

La présente invention concerne tous les amplificateurs de tension et de puissance, analogiques, pour les très basses, basses et hautes fréquences. Elle a vocation à remédier aux dysfonctionnements affectant une grande majorité des dispositifs amplificateurs pour très basses, basses et hautes fréquences. Concernant ce type d'applications, de nombreux brevets ont proposé diverses techniques visant à remédier aux dysfonctionnements souvent rencontrés dans les amplificateurs analogiques au rang desquels on trouve, diverses formes de saturation, de compressions de la dynamique de l'enveloppe du signal originel, de modifications du dégradé des harmoniques de la fréquence fondamentale. Ces formes de distorsion sont pour certaines, en partie mesurables avec les appareils connus de l'homme de l'art.The present invention relates to all amplifiers of voltage and power, analog, for very low, low and high frequencies. It is intended to remedy the malfunctions affecting a large majority of amplifiers devices for very low, low and high frequencies. With regard to this type of application, numerous patents have proposed various techniques to remedy the dysfunctions often encountered in analog amplifiers, among which various forms of saturation, compression of the dynamics of the envelope of the original signal, of changes in the harmonic gradient of the fundamental frequency. These forms of distortion are for some, partly measurable with devices known to those skilled in the art.

A l'audition, ces distorsions sont ressenties comme dénaturant le message originel, et peuvent parfois même être qualifiées de désagréables. Les traitements proposés, partiels le plus souvent, consistent, en présupposant que le mode de traitement s'applique à un amplificateur idéal, à: Premièrement, limiter l'amplitude de la tension crête dans les boucles de contre-réaction : Première technique : limitation du gain total de l'amplificateur au strict nécessaire afin de supprimer la boucle de CE globale ou en limiter l'action comme dans les amplificateurs à tubes électroniques. Deuxième technique : fractionnement de la boucle globale en boucles de CE locales confinées à un seul étage d'amplification mais appliquées systématiquement à chacun des étages intermédiaires. Deuxièmement, rechercher une réduction du bruit de fond par la mise en parallèle de plusieurs composants actifs en application de la distribution aléatoire du bruit non cohérent, abaisser les impédances de travail des circuits afin d'en réduire la résistance équivalente de souffle, ou encore limiter l'intensité du courant de repos des étages d'entrée des amplificateurs afin de réduire leur bruit thermique intrinsèque.At the hearing, these distortions are felt as distorting the original message, and can sometimes even be described as unpleasant. The proposed treatments, mostly partial, consist, on the assumption that the treatment mode applies to an ideal amplifier, to: First, limit the amplitude of the peak voltage in the feedback loops: First technique: limitation the total gain of the amplifier is strictly necessary in order to suppress the overall EC loop or limit its action as in the tube amplifiers. Second technique: fractionation of the global loop into local CE loops confined to a single amplification stage but systematically applied to each of the intermediate stages. Secondly, to seek a reduction of the background noise by the paralleling of several active components by applying the random distribution of the noncoherent noise, to lower the working impedances of the circuits in order to reduce their equivalent wind resistance, or to limit the intensity of the quiescent current of the input stages of the amplifiers in order to reduce their intrinsic thermal noise.

Les architectures des amplificateurs opérationnels intégrés reposent sur la mise en application simultanée de ces différentes techniques. Troisièmement, retraiter numériquement le signal par logiciel informatique de manière à extraire du bruit le signal utile dès l'étape de la conversion numérique (biomédical/EEG,récepteurs radio SDR). Quatrième solution enfin, amplifier par découpage et modulation PWM, classe T.The architectures of the integrated operational amplifiers are based on the simultaneous implementation of these different techniques. Thirdly, digitally reprocess the signal by computer software so as to extract the useful signal from the noise stage of the digital conversion (biomedical / EEG, SDR radio receivers). Fourth solution finally, amplify by division and modulation PWM, class T.

Hormis le traitement numérique, rares sont les procédés analogiques ayant définitivement remédié à la cause profonde de ces dysfonctionnements. La présente invention a pour objet de présenter une cinquième solution consistant à intervenir dans le fonctionnement de la boucle de contre-réaction. Elle constitue une solution immédiatement transposable à toutes les technologies et applications d'amplification et de traitement du signal analogique. Les dessins annexés illustrent l'invention : Figure 1 : principe de fonctionnement d'un étage amplificateur.Apart from digital processing, there are few analogue processes that have definitively remedied the root cause of these malfunctions. It is an object of the present invention to provide a fifth solution of intervening in the operation of the feedback loop. It is a solution that can be immediately applied to all technologies and applications for amplification and analog signal processing. The accompanying drawings illustrate the invention: FIG. 1: principle of operation of an amplifier stage.

Figure 2 : principe d'application d'une boucle de contre-réaction. Figure 3 : réseau électrique équivalent de certaines résistances à couche métallique. Figure 4 : graphe de la distorsion U/I d'une résistance du modèle de la figure 3.Figure 2: principle of application of a feedback loop. Figure 3: equivalent electrical network of some metal layer resistors. Figure 4: graph of the U / I distortion of a resistor of the model of FIG.

Figure 5 : réseau électrique équivalent à d'autres types de résistances. Figure 6 : réseaux électriques équivalents à certaines autres types de résistances. Figure 7 : réseau électrique équivalent d'un dispositif résistif de type « shunt ». Figure 8 : application de la boucle de contre -réaction selon l'invention. Figure 9 : exemple de maquette de réalisation de l'invention. Depuis son invention, la technique de la contre-réaction ou OR, est appliquée à une grande majorité des systèmes amplificateurs, en particulier en audiofréquences, selon la structure visée en figure 2. L'ensemble des systèmes amplificateurs à tubes électroniques, à transistors et à circuits intégrés est susceptible de bénéficier d'une mise en application industrielle immédiate du procédé proposé par l'invention. Une intervention modificative sur les équipements existants permet également de faire bénéficier la plupart des équipements existants de cette invention. Par principe, selon l'une des formes visées en figure 1, un étage amplificateur met en oeuvre au moins une résistance (104) aux bornes (105) et (106) de laquelle, en application de la loi d'Ohm, sont générées des variations de tensions présupposées strictement proportionnelles à des variations d'intensité commandées par un composant actif tube électronique ou transistor (102), qui lui est associé en série, dans un réseau bouclé sur un générateur de force électromotrice FEM. Les résistances sont donc les composants passifs les plus utilisés dans les circuits électroniques, tant dans chacun des étages constitutifs d'un amplificateur, que dans la boucle de contre-réaction réalisée par le réseau des résistances R1 (201) et R2 (202) qui stabilisent le fonctionnement global de l'ensemble des étages réunis (206) décrit en figure 2. Dans la réalité, le comportement qualitatif des résistances, originellement réalisées en fil résistif massif bobiné, puis par recomposition, soit d'un agglomérat de granules de carbone, soit par vaporisation sur un isolant céramique de particules de carbone ou de particules de métaux en couches minces ou épaisses et recuites, est principalement connu sous courant continu. Or le comportement de nombreux types de résistances à 25 couche diffère notablement de ce modèle idéal lorsque celles-ci sont insérées dans un circuit les soumettant à une différence de potentiel variable en fréquence, en amplitude et en durée. Pour la plupart d'entre elles, lorsqu'elles sont incorporées à un circuit fermé sur un générateur de FEM, ces 30 résistances ne respectent pas, en figure 4, au voisinage de0Volt, la linéarité théorique de la fonction de transfert établie par la loi d'Ohm : I=V/ R Par construction, à leurs extrémités, deux interfaces symétriques assurent le contact électrique et la solidité 35 mécanique du corps résistif avec le circuit d'utilisation, soit au moyen du sertissage de coupelles métalliques de nickel ou de cupro-nickel sertissant à leur tour la terminaison de raccordement physique de montage, traditionnellement un fil de cuivre étamé, ou bien par la soudure brasée d'une cosse de terminaison dans le cas des composants à montage en surface dans la technologie CMS. Le premier effet résultant de la mise en contact en série de ces différents métaux en thermocouple, est l'apparition de l'effet Seebeck/Peltier/Thomson. Certains couples métalliques (types E,J et T) engendrent à température ambiante des forces électromotrices -FEM- de plusieurs mV/°C. A température quasi identique aux deux extrémités d'un même dipôle, en figure 3, ces effets s'annulent en raison de la nature symétrique des polarités opposées des générateurs reliés en série. (312) et (313) Les deux générateurs de FEM constitués demeurent néanmoins présents, et en particulier, leurs propres résistances internes (305) et (306), même faibles, mais par essence différentes suivant la nature des métaux en présence et variable en fonction de l'élévation de température consécutive à la dissipation d'énergie dans chaque résistance de contact (301) et (304). Si l'on applique aux bornes (314) et (315) d'une telle résistance une Différence De Potentiel -DDP- purement sinusoidale, le modèle d'Arrhenius nous indique que la valeur ohmique du corps résistif va se trouver instantanément modifiée à la fois par l'effet Joule et l'action de la loi de Pouillet. En fonction du signe du coefficient de température du matériau résistif - CTR - employé pour la réalisation de la couche résistive du composant, la résistivité de celui-ci variera à la baisse - dans le cas des matériaux à CTR négatif tels que le carbone et les semi-conducteurs - ou à hausse pour les matériaux à CTR positif ou quasi nul tels que l'alliage de nickel-chrome en stoechiométrie électrique 80/20, le constantan, l'Evanohm et le Manganin. Chaque matériau résistif contribuera donc à faire varier la valeur ohmique du dipôle résistif proportionnellement à son CTR et aux dimensions physiques du dipôle résistif. Bien entendu, toutes ces variations instantanées de résistivité s'additionnant - puisque les différents interfaces sont reliés en série - contribuent, sauf compensation de CTR positifs et négatifs, à faire varier la DDP résultante aux bornes du dipôle résistif placé dans un circuit amplificateur : Il en résulte une véritable modulation qui affecte la linéarité du fonctionnement de chaque composant actif, tube électronique et transistor, auquel le dipôle résistif est raccordé. Cet effet sera d'autant plus important que le signal incident d'entrée sera de faible amplitude et que le gain de l'étage sera élevé.Figure 5: electrical network equivalent to other types of resistors. Figure 6: Power grids equivalent to some other types of resistors. Figure 7: equivalent electrical network of a resistive device of the "shunt" type. Figure 8: Application of the counter-reaction loop according to the invention. Figure 9: exemplary embodiment of the invention. Since its invention, the technique of feedback or OR, is applied to a large majority of amplifier systems, especially in audio frequencies, according to the structure referred to in Figure 2. The set of amplifiers systems with electronic tubes, transistors and integrated circuits is likely to benefit from an immediate industrial application of the process proposed by the invention. A modifying intervention on the existing equipment also makes it possible to benefit most of the existing equipment of this invention. In principle, according to one of the forms referred to in FIG. 1, an amplifier stage uses at least one resistor (104) at the terminals (105) and (106) of which, in application of Ohm's law, are generated presupposed voltage variations strictly proportional to intensity variations controlled by an active electronic tube or transistor component (102), which is associated with it in series, in a looped network on an electromotive force generator FEM. Resistors are therefore the most used passive components in the electronic circuits, both in each of the stages constituting an amplifier, and in the feedback loop carried out by the network of resistors R1 (201) and R2 (202). stabilize the overall operation of all the combined stages (206) described in FIG. 2. In reality, the qualitative behavior of the resistors, originally made of coiled solid resistive wire, then by recomposition, that is to say an agglomerate of carbon granules either by spraying on a ceramic insulator of carbon particles or metal particles in thin or thick and annealed layers, is mainly known under direct current. However, the behavior of many types of layer resistors differs significantly from this ideal model when they are inserted in a circuit subjecting them to a difference of potential variable in frequency, amplitude and duration. For most of them, when they are incorporated in a closed circuit on an EMF generator, these resistors do not respect, in FIG. 4, in the vicinity of Volt, the theoretical linearity of the transfer function established by the law. of Ohm: I = V / R By construction, at their ends, two symmetrical interfaces ensure the electrical contact and the mechanical strength of the resistive body with the circuit of use, either by crimping metal cups of nickel or cupronickel in turn crimps the physical termination termination of a conventional tinned copper wire, or the soldered solder of a termination lug in the case of surface mount components in CMS technology. The first effect resulting from the series contacting of these different thermocouple metals is the appearance of the Seebeck / Peltier / Thomson effect. Some metal couples (types E, J and T) generate electromotive forces -EMF- of several mV / ° C at ambient temperature. At almost identical temperature at both ends of the same dipole, in FIG. 3, these effects cancel each other out because of the symmetrical nature of the opposite polarities of the generators connected in series. (312) and (313) The two generated EMG generators nevertheless remain present, and in particular their own internal resistors (305) and (306), even if they are weak, but in essence different according to the nature of the metals in the presence and variable in a function of the temperature rise following the dissipation of energy in each contact resistor (301) and (304). If we apply to the terminals (314) and (315) of such a resistor a purely sinusoidal potential difference -DDP-, the Arrhenius model indicates that the ohmic value of the resistive body will be instantaneously modified at the same time. times by the Joule effect and the action of the Pouillet law. Depending on the sign of the temperature coefficient of the resistive material - CTR - used to make the resistive layer of the component, the resistivity of the latter will vary downward - in the case of negative CTR materials such as carbon and semiconductors - or up for materials with positive or near zero CTR such as nickel-chromium alloy in electrical stoichiometry 80/20, constantan, Evanohm and Manganin. Each resistive material will therefore contribute to varying the ohmic value of the resistive dipole in proportion to its CTR and the physical dimensions of the resistive dipole. Of course, all these instantaneous resistivity variations adding up - since the different interfaces are connected in series - contribute, except compensation of positive and negative CTR, to vary the resulting DDP at the terminals of the resistive dipole placed in an amplifier circuit: This results in a true modulation that affects the linearity of the operation of each active component, electron tube and transistor, to which the resistive dipole is connected. This effect will be all the more important as the input incident signal will be of low amplitude and the gain of the stage will be high.

Enfin, dans certains types de résistances apparaît un troisième effet consécutif à la mise en contact de certains métaux. On le constate en particulier dans la plupart des résistances à couche métallique. L'insertion d'une résistance de ce type dans un circuit fermé sur un générateur de FEM, polarise certaines jonctions semi-conductrices P-N établies au hasard de la mise en présence d'états de surface rugueux, discontinus, résultant essentiellement du matériau résistif porté au contact de chacune des électrodes de raccordement externes. Certaines de ces jonctions placées dans le sens de circulation du courant (309) et (310) vont alors devenir conductrices. En effet, sur certains couples tels que cuivre / sulfure de plomb (galène), nickel (coupelles de serrage) / pentoxyde de tantale utilisés en passivation surfacique d'un autre matériau résistif principal, le plus souvent l'alliage de nickel-chrome (80/20), - voir le brevet US patent 7,214,295 - ou encore l'alliage Nichrome- aluminium-terres rares - brevet US patent 4,837,550 - la granularité de la surface de la couche recuite associée aux propriétés semi-conductrices de ce matériau de passivation favorisent l'établissement de jonctions semi- conductrices de type Schottky. La tension de seuil de telles diodes se situe aux alentours de quelques dizaines de mV (Shottky barrier voltage). Mais dans un circuit d'amplification de signaux faibles, cet effet, aussi faible soit-il, n'est ni recherché, ni souhaitable. Il se manifeste cependant nettement quelles que soient les conditions d'utilisation de la résistance car le nombre de jonctions établies est n et n' fois proportionnel aux dimensions des points de contact des électrodes situées aux extrémités du corps résistif (302). Tout circuit dans lequel des résistances équivalentes au réseau de la figure 3, porteuses de telles jonctions de Schottky (309) et (310) se trouvent insérées, va se trouver gravement perturbé pour deux raisons : 1) formation de multiples effets Zener de tensions de seuil différentes, en série, avec leurs propres coudes caractéristiques : l'application d'une DDP variable aux bornes d'un tel réseau a pour effet de rendre telle ou telle jonction (309') (309") (309"') et (310) à (310"') conductrice ou non, et ce, pour chaque valeur de DDP. 2) génération d'un bruit de fond « technologique », proportionnel à l'intensité du courant traversant, de caractéristique scintillante (flicker noise) résultant non plus du seul déplacement des électrons entre les atomes mais de l'effet d'avalanche en courant inverse qui se propage dans chacune des jonctions de type Schottky. La plupart des résistances à couche métallique développent une tension de bruit réel toujours d'une valeur excessivement supérieure (excess noise) au niveau théorique du bruit thermique (white noise) défini par la formule de Johnson & Nyquist : Vb = (43cKbxTxRzAf ) mais surtout au bruit résiduel d'une résistance bobinée en fil d'alliage pur de nickel-chrome en figure 6 (F.Seifert) conformément au principe de Matthie sen. L'une des caractéristiques de ce bruit à large bande est de ne pas pouvoir être étouffé même par des condensateurs au 30 tantale de type CTS13. Par voie de conséquence, lorsque deux résistances à couche métallique du type décrit en figure 3 constituent la boucle de CR globale ou chacune des boucles de contre-réaction locales d'un amplificateur, la présence de multiples jonctions à effet Schottky 35 va se manifester de manière symétrique puisque placées en polarités opposées à chaque interface du corps résistif (302) et (303), mais également en cascade, puisque soumises à des amplitudes de DDP de valeurs différentes (311), (316) à (321), même atténuée par les réseaux parallèles des résistances de contact avec le corps résistif internes à la résistance. Les perturbations observées dans la plupart des circuits amplificateurs trouvent bien leur origine dans la non-linéarité du comportement des composants utilisés, et tout particulièrement de la plupart des résistances à couche métallique au voisinage du potentiel de zéro volt. La majorité des distorsions en amplification de tension, de puissance, et dans les atténuateurs, se manifeste sous la forme de distorsion d'intermodulation transitoire, de distorsion des harmoniques et de compression de la dynamique du signal. En application des explications ci-avant, si, en lieu et place des dipôles résistifs R1(201) et R2(202) sont insérés des réseaux complexes de caractéristiques similaires au modèle de dipôle réel équivalent décrit en figure 3, l'on comprend que le fonctionnement du réseau série équivalent constituant la boucle de CR appliquera une tension de contre-réaction globale erronée à l'amplificateur opérationnel (206), affectée de corrections non 20 désirées, difficilement modélisables. Dans la plupart des réalisations, l'homme de l'art recourt usuellement à ces composants résistifs disponibles sur le marché, présumés à faible bruit, à faible coefficient de température, à haute stabilité, de bonne précision, à termes 25 réactifs inductifs (308) et capacitifs (303) dits parasites négligeables. (<10nH et 10pF) Si le résultat de la mise en fonctionnement du circuit est imprévisible, la génération des distorsions suivantes devient néanmoins probable: Premièrement, compression de la dynamique : la non - 30 linéarité du réseau potentiométrique R2 et R1 entraîne une atténuation de Vs non proportionnelle en (203). Plus la puissance délivrée en sortie sera élevée, moins la linéarité du gain de l'amplificateur bouclé par le circuit de CR sera respectée. Au surplus, si la sommation des signaux Ve et Vcr réalisée au travers 35 des entrées différentielles se trouve bruitée sur une très grande largeur spectrale - supérieure à la bande passante du circuit en boucle ouverte - il va s'opérer, par effet de masque, une réduction de la sensibilité apparente de l'amplificateur puisque seuls les signaux d'entrée dont l'amplitude sera supérieure au niveau du bruit résiduel, seront exploitables. Autrement dit, les signaux faibles étant noyés dans le bruit, la dynamique réelle de la modulation Ve se trouve amputée de plusieurs dB. Les informations pourtant présentes dans le signal composite Ve sont alors irrémédiablement perdues.Finally, in certain types of resistances, a third effect occurs when certain metals come into contact. It is found in particular in most metal layer resistors. The insertion of a resistor of this type in a closed circuit on an EMF generator polarizes certain randomly established PN semiconductor junctions of the presence of rough, discontinuous surface conditions resulting essentially from the resistive material carried in contact with each of the external connection electrodes. Some of these junctions placed in the current flow direction (309) and (310) will then become conductive. Indeed, on certain couples such as copper / lead sulfide (galena), nickel (clamping cups) / tantalum pentoxide used in surface passivation of another main resistive material, most often the nickel-chromium alloy ( 80/20), - see patent US Pat. No. 7,214,295 - or Nichrome-aluminum-rare earth alloy - patent US 4,837,550 - the granularity of the surface of the annealed layer associated with the semiconductive properties of this passivation material favor the establishment of Schottky semiconducting junctions. The threshold voltage of such diodes is around a few tens of mV (Shottky barrier voltage). But in a weak signal amplification circuit, this effect, no matter how small, is neither sought nor desirable. However, it clearly manifests itself whatever the conditions of use of the resistor because the number of junctions established is n and n 'times proportional to the dimensions of the contact points of the electrodes located at the ends of the resistive body (302). Any circuit in which resistances equivalent to the network of FIG. 3, carrying such Schottky junctions (309) and (310) are inserted, will be seriously disturbed for two reasons: 1) formation of multiple Zener effects of voltages of different thresholds, in series, with their own characteristic bends: the application of a variable DDP across such a network has the effect of making one or other junction (309 ') (309 ") (309"') and (310) to (310 ") conductive or not, and this, for each value of DDP 2) generation of a" technological "background noise, proportional to the intensity of the current flowing through, of flicker noise characteristic ) resulting not only from the displacement of the electrons between the atoms but from the reverse-current avalanche effect propagating in each of the Schottky-type junctions.Most of the metal-layer resistors develop a real noise voltage always a vale excessively excessive noise at the theoretical level of the thermal noise (white noise) defined by the Johnson & Nyquist formula: Vb = (43cKbxTxRzAf) but especially to the residual noise of a wire wound resistance of pure nickel alloy chromium in Figure 6 (F.Seifert) according to the principle of Matthie sen. One of the features of this broadband noise is that it can not be quenched even by tantalum capacitors of the CTS13 type. Consequently, when two metal layer resistors of the type described in FIG. 3 constitute the global CR loop or each of the local feedback loops of an amplifier, the presence of multiple Schottky effect junctions 35 will manifest itself. symmetrical way since placed in polarities opposite to each interface of the resistive body (302) and (303), but also in cascade, since subjected to amplitudes of DDP of different values (311), (316) to (321), even attenuated by the parallel networks of resistors of contact with the resistive body internal to the resistance. The disturbances observed in most amplifier circuits have their origin in the non-linearity of the behavior of the components used, and more particularly of most metal-layer resistors in the vicinity of the potential of zero volts. The majority of voltage, power amplification, and attenuator distortion occurs in the form of transient intermodulation distortion, harmonic distortion, and compression of signal dynamics. In application of the above explanations, if, in place of the resistive dipoles R1 (201) and R2 (202) are inserted complex networks of characteristics similar to the equivalent real dipole model described in FIG. 3, it will be understood that the operation of the equivalent series network constituting the CR loop will apply an erroneous overall feedback voltage to the operational amplifier (206), assigned undesired corrections, which are difficult to model. In most embodiments, those skilled in the art generally employ such commercially available resistive components, presumed to be low noise, low temperature coefficient, high stability, good accuracy, inductive reactive terms (308). ) and capacitive (303) said negligible parasites. (<10nH and 10pF) If the result of the operation of the circuit is unpredictable, the generation of the following distortions nevertheless becomes probable: First, compression of the dynamics: the non-linearity of the potentiometric network R2 and R1 causes attenuation of Vs not proportional in (203). The higher the output power output, the less the gain linearity of the amplifier looped by the CR circuit will be respected. Moreover, if the summation of the signals Ve and Vcr made through the differential inputs is noisy over a very large spectral width - greater than the bandwidth of the open-loop circuit - it will operate, by mask effect, a reduction in the apparent sensitivity of the amplifier since only the input signals whose amplitude will be greater than the level of the residual noise, will be exploitable. In other words, the weak signals being embedded in the noise, the real dynamics of the modulation Ve is amputated by several dB. The information however present in the composite signal Ve are then irretrievably lost.

Ce phénomène affecte particulièrement les étages d'entrée des amplificateurs à tubes et à transistors en raison de la présence de la résistance critique de polarisation Rp (103). Deuxièmement, distorsion d'intermodulation transitoire : Cette manifestation auditive très désagréable est typique du régime de saturation de l'amplificateur sur signaux brefs et ce, quel que soit le régime de fonctionnement de l'étage de puissance (classe A, AB ou B). Aux mesures, cette forme de distorsion se traduit par un niveau plus élevé d'harmonique des rangs supérieurs à 2 de la fréquence fondamentale. L'écrétage se produit par l'injection à l'entrée inverseuse de tensions non linéairement dépendantes de Vs, surtout lorsque la charge de l'amplificateur est aussi réactive qu'un haut-parleur. L'amplitude de la tension incidente appliquée en (203) se trouve alors modulée ou non par les tensions de seuil selon l'état 25 passant ou bloqué des jonctions Schottky existant aux extrémités de chacun des dipôles R2 puis Ri. Le phénomène peut survenir alors même que l'amplificateur n'est pas en régime de saturation, c'est-à-dire que l'amplitude de Vs demeure d'une valeur moyenne largement inférieure à la FEM 30 des deux tensions symétriques d'alimentation, et alors que le gain théorique demeure fixé par l'application de la boucle de CR selon le rapport Vs = Ve x ((I+ (R2/R1)). Cet effet, maintes fois constaté en particulier sur les amplificateurs de puissance, provoque paradoxalement une 35 compression de la dynamique de la modulation car l'écrétage se produit bel et bien, même à niveau de sortie médian de manière concomitante à la survenance d'une impulsion transitoire très brève en régime musical. L'ensemble du message utile perd alors de sa netteté, de son intelligibilité originelle et, à nouveau, une partie de sa dynamique originelle.This phenomenon particularly affects the input stages of tube amplifiers and transistors due to the presence of the critical polarization resistance Rp (103). Secondly, transient intermodulation distortion: This very unpleasant auditory manifestation is typical of the saturation regime of the amplifier on short signals, whatever the operating mode of the power stage (class A, AB or B) . In measurements, this form of distortion results in a higher level of harmonic of ranks greater than 2 of the fundamental frequency. Clipping occurs by the injection at the inverting input of voltages not linearly dependent on Vs, especially when the load of the amplifier is as responsive as a loudspeaker. The amplitude of the incident voltage applied at (203) is then modulated or not by the threshold voltages according to the on or off state of the Schottky junctions existing at the ends of each of the dipoles R2 and Ri. The phenomenon can occur even though the amplifier is not in saturation mode, that is to say that the amplitude of Vs remains of a mean value much lower than the EMF of the two symmetrical voltages. power supply, and while the theoretical gain remains fixed by the application of the CR loop according to the ratio Vs = Ve x ((I + (R2 / R1)) .This effect, which has often been noted in particular on power amplifiers, Paradoxically, this causes compression of the dynamics of the modulation because clipping does occur, even at the median output level, concomitantly with the occurrence of a very brief transient pulse in the musical regime. loses its clarity, its original intelligibility and, again, part of its original dynamics.

Une description détaillée du phénomène produit que l'on cherche ici, selon l'invention, à éradiquer, est fournie dans le brevet US Patent 5,032,793. Troisièmement, détection de signaux électromagnétiques : Bien que de fréquences très supérieures à la bande passante maximale du dispositif amplificateur, la susceptibilité aux radiofréquences d'un amplificateur se manifeste également lorsque les antennes réceptrices que constituent les lignes d'entrée et de sortie, captent en champ proche les tensions UHF générées par un téléphone mobile en émission. Réintroduite via les deux réseaux redresseurs Schottky n et n' fois présents dans R2 et R1, la FEM reçue se trouve détectée aux bornes de R2 et produit une tension intégrée par les capacités réparties du montage. Un exemple courant de la manifestation de ce phénomène se produit au voisinage d'un téléphone cellulaire TDMA/GSM : L'effet diminue notablement avec la suppression des réseaux redresseurs. Tous les effets précédemment décrits vont se manifester de manière différentes suivant les valeurs ohmiques des résistances concernées, les spécificités de l'architecture du montage amplificateur qui incorpore, en grand nombre, de tels types de réseaux complexes : Tout sera question de proportionnalité entre la variation de la DDP aux bornes de tel ou tel dipôle résistif par rapport à la tension de seuil des diodes et la position de chaque réseau perturbateur dans le circuit.A detailed description of the product phenomenon which is sought here according to the invention to be eradicated is provided in US Patent 5,032,793. Thirdly, detection of electromagnetic signals: Although frequencies much higher than the maximum bandwidth of the amplifier device, the susceptibility to radio frequencies of an amplifier is also manifested when the receiving antennas formed by the input and output lines, pick up near field the UHF voltages generated by a mobile phone in transmission. Reintroduced via the two Schottky rectifier networks n and n 'times present in R2 and R1, the received FEM is detected across R2 and produces a voltage integrated by the distributed capacitances of the assembly. A common example of the occurrence of this phenomenon occurs in the vicinity of a TDMA / GSM cell phone: The effect decreases significantly with the removal of rectifier networks. All the effects described above will manifest themselves differently according to the ohmic values of the resistances concerned, the specificities of the architecture of the amplifier assembly which incorporates, in large numbers, such types of complex networks: It will be a question of proportionality between the variation of the DDP at the terminals of this or that resistive dipole with respect to the threshold voltage of the diodes and the position of each interfering network in the circuit.

De fait, les atténuateurs d'entrée des amplificateurs vont également refléter en sortie, à leur curseur, diverses formes de non-linéarités dans la courbe LIN ou LOG d'atténuation du signal, et ce, quelle que soit la position intermédiaire et la du curseur.In fact, the input attenuators of the amplifiers will also reflect at the output, at their cursor, various forms of nonlinearities in the LIN curve or signal attenuation LOG, and this, whatever the intermediate position and the cursor.

Selon l'invention, en lieu et place de résistances à couche métallique présentant les caractéristiques électriques décrites en figure 3, l'usage de shunts résistifs des types décrits aux figures 5 - résistance bobinée- figure 6 - résistance bobinée Ayrton Perry ou de type étalon, ou idéalement en figure 7 (700) - aux emplacements (801) et (802) de la figure 8 - ne mettant exclusivement en oeuvre que des dipôles résistifs réalisés exclusivement en alliage résistif de nickel- chrome n'ayant fait l'objet d'aucune passivation par application volontaire d'un additif surfacique, évite l'apparition fortuite de telles jonctions semi-conductrices. Les traitements surfaciques qui se trouvent à l'origine de 10 la formation de jonctions à effet Schottky ont été mis en oeuvre à partir de la découverte des effets de la corrosion rapide que l'eau - en condensation - occasionnait aux dépôts en couche mince d'alliage de nickel-chrome insuffisamment protégés. Le terme de shunt qualifie de manière appropriée le 15 composant électronique « résistance » dont le comportement présente les propriétés les plus voisines de celles du modèle idéal de dipôle résistif décrit dans la théorie de la OR en 1928. Les dispositifs résistifs tels que les résistances bobinées le plus souvent en alliage de nickel-chrome non traité à 20 leurs connexions de raccordement, ne présentent aucune forme de non-linéarité de comportement rédhibitoire en très basses, basses et hautes fréquences- par absence d'effets Schottky - aux interfaces du matériau résistif. Selon l'invention, en ce qui concerne un amplificateur 25 à circuit intégré, le recours - pour les résistances critiques R1 et R2 - et d'une façon générale, pour les amplificateurs à tubes électroniques et/ou à transistors, pour toutes les résistances fixes et réglables incorporées tant en amont d'un amplificateur - commandes de gain et / ou atténuateurs d'entrée 30 que pour la réalisation de chacun des étages - en ce compris les réglages du courant de repos de l'étage de puissance et l'annulation de l' «offset» de la ou des paire(s) de transistors des entrées différentielles - d'un amplificateur, 10 à des shunts résistifs si nécessaire non inductifs, des rhéostats 35 réalisés à partir des matériaux résistifs métalliques précités, exempts de tout traitement de passivation à leurs points de raccordements, entraîne la suppression de tous les effets indésirables précédemment décrits. Selon des variantes bien connues par l'homme de l'art, de la structure du raccordement des entrées différentielles et de la sortie d'un amplificateur opérationnel type, les fonctions d'amplificateur de courant, de sommateur, de gyrateur et de filtre actif peuvent à leur tour bénéficier de l'invention. Tout amplificateur ainsi construit ou modifié présentera alors la caractéristique de ne produire qu'à des niveaux résiduels les différents types de distorsions connues. Un exemple de réalisation d'amplificateur audiofréquences à distorsions résiduelles complète en figure 9 la description de l'invention. TDA 2030 amplificateur opérationnel de puissance 3W - type RB59 (912)A0P : 270 ohms / 3W - type R359 / ou en bobinage non (901)S1 : 4,7Kohms / (902)S2 : inductif Ayrton Perry (903)SR1: rhéostat étanche CONTELEC 400ohms /3W (904)S3 :1 ohm /3W - type RB59 NOTES : se référer à la documentation constructeur pour les valeurs (905),(906),(907),(908),(909),(910). SR1 pourra, sur une source à moyenne impédance être remplacé par atténuateur à courbe LOG à plots commutés réalisé à partir de shunts de type RB59 dans les valeurs de la série E24.According to the invention, in place of metal layer resistors having the electrical characteristics described in FIG. 3, the use of resistive shunts of the types described in FIG. 5 - coil resistance - FIG. 6 - coil resistance Ayrton Perry or standard type , or ideally in FIG. 7 (700) - at the locations (801) and (802) of FIG. 8 - exclusively using only resistive dipoles made exclusively of nickel-chromium resistive alloy having been subjected to no passivation by voluntary application of a surface additive avoids the adventitious appearance of such semiconductor junctions. The surface treatments which are at the origin of the formation of Schottky-effect junctions have been carried out on the basis of the discovery of the effects of the rapid corrosion that water - in condensation - caused to thin-film deposits. nickel-chromium alloy insufficiently protected. The term "shunt" appropriately qualifies the "resistance" electronic component whose behavior has the properties closest to those of the ideal resistive dipole model described in the theory of OR in 1928. Resistive devices such as coil resistors most often untreated nickel-chromium alloy at their connection connections, have no form of non-linear behavior unacceptable in very low, low and high frequencies- by lack of Schottky effects - at the interfaces of the resistive material . According to the invention, with regard to an integrated circuit amplifier 25, the use - for the critical resistors R1 and R2 - and in general, for the amplifiers with electronic tubes and / or transistors, for all the resistors fixed and adjustable inputs incorporated both upstream of an amplifier - gain controls and / or input attenuators 30 as for the realization of each of the stages - including the settings of the quiescent current of the power stage and the cancellation of the "offset" of the pair (s) of transistors of the differential inputs - of an amplifier, 10 to resistive shunts, if necessary non-inductive, rheostats 35 made from the aforementioned metal resistive materials, free from any passivation treatment at their connection points, leads to the suppression of all the undesirable effects described above. According to variants well known to those skilled in the art, the structure of the connection of the differential inputs and the output of a typical operational amplifier, the functions of current amplifier, summator, gyrator and active filter can in turn benefit from the invention. Any amplifier thus constructed or modified will then have the characteristic of producing only at residual levels the various types of known distortions. An exemplary embodiment of residual distortion audiofrequency amplifier complete in Figure 9 the description of the invention. TDA 2030 3W Operational Power Amplifier - Type RB59 (912) A0P: 270 ohms / 3W - Type R359 / or No Coil (901) S1: 4.7Kohms / (902) S2: Inductive Ayrton Perry (903) SR1: Rheostat waterproof CONTELEC 400ohms / 3W (904) S3: 1 ohm / 3W - type RB59 NOTES: refer to the manufacturer's documentation for values (905), (906), (907), (908), (909), (910 ). SR1 will be able to be replaced on a medium impedance source by a pad attenuator with switched pads made from shunts of type RB59 in the values of the series E24.

Claims

CLAIMS1) Amplifier for signals at very low frequencies, low frequencies and high frequencies, integrated circuit, characterized in that the feedback loop or loops, and the input attenuator only implement resistive dipoles and / or or resistive dipole arrays made exclusively of nickel-chromium resistive alloy wire or layer which has not been passivated by application of a surface additive.

2) Voltage or power amplifier with transistors, characterized in that the feedback feedback loops or loops, and the entirety of the resistive dipoles and / or resistive dipole arrays fixed, adjustable and / or adjustable circuit and associated attenuators, use only resistive dipoles and / or resistive dipole arrays made exclusively of nickel-chromium resistive alloy wire or layer which have not been passivated by application of a surface additive.

3) A voltage or power amplifier with electronic tubes, characterized in that the feedback loops or loops, and the entirety of the resistive dipoles and / or networks of fixed, adjustable and / or adjustable resistive dipoles of the circuit and associated attenuators, use only resistive dipoles and / or resistive dipole arrays made exclusively of nickel-chromium resistive alloy wire or layer which has not been passivated by application of a surface additive.