IT9022061A1

IT9022061A1 - Circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternato

Info

Publication number: IT9022061A1
Application number: IT022061A
Authority: IT
Inventors: Carlo Antonini; Pietro Consiglio
Original assignee: Sgs Thomson Microelectronics
Priority date: 1990-11-15
Filing date: 1990-11-15
Publication date: 1992-05-15
Also published as: IT1246718B; EP0485926A2; IT9022061A0; DE69125686D1; DE69125686T2; EP0485926B1; EP0485926A3

Description

DESCRIZIONE

Il presente trovato riguarda un circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternato.

Talvolta, in apparecchiature diverse, quali, ad esempio, apparecchiature telefoniche, risulta necessario il trasferimento senza attenuazione del segnale alternato presente ad un terminale di un resistore verso l’altro terminale del resistere medesimo, indipendentemente sia dalla ceduta in continua sia dalle reti di terminazione. Un circuito di tale tipo è illustrato nella figura 1.

Una soluzione di tipo noto è quella illustrata in figura 2, nella quale al resistere viene posto in parallelo un condensatore. Ài diminuire del valore di resistenza del resistore occorre aumentare la capacità del condensatore al fine di ottenere una risposta in frequenza pressoché costante con minima attenuazione.

L’incremento della capacità del condensatore porta quindi ad utilizzare condensatori di tipo elettrolitico, 1 quali presentano una purtroppo scarsa affidabilità, complicando dalla polarizzazione ed incrementando i costi del circuito stesso.

Infatti esistono parecchi esempi dove viene richiesto incrementare il valore della capacità per integrare delle funzioni particolari, realizzate in modo monolitico, quali, ad esemplo, filtraggio, compensazione, e simili.

Compito del presente trovato è quello di eliminare o sostanzialmente ridurre gli inconvenienti sopra lamentati escogitando un circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternatoy il quale elimini l'utilizzazione di condensatori elettrolitici per operare il trasferimento di segnale da un terminale all’altro del resistere.

Hall*ambito del compito accennato uno scopo del presente trovato è quello di realizzare un circuito di traslazione bidirezionale, il quale abbia maggiore affidabilità rispetto ai circuiti di tipo noto.

Non ultimo scopo del presente trovato è quello di realizzare un circuito di traslazione bidirezionale di relativamente facile realizzazione, facilmente integrabile ed a costi competitivi.

Il compito sopra esposto, nonché gli scopi accennati ed altri che meglio appariranno in seguito vengono raggiunti da un circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternato secondo il trovato, caratterizzato dal fatto di comprendere un resistere ad un cui primo terminale è collegato un primo ingresso di un amplificatore differenziale ed un’uscita di un primo specchio di corrente, detto resistere avendo un secondo terminale collegato ad un condensatore avente un morsetto collegato ad un secondo ingresso di detto amplificatore differenziale, detto resistore essendo collegato tramite detto secondo terminale all’uscita di un secondo specchio di corrente, detto amplificatore differenziale avendo una prima uscita collegata ad un morsetto d’ingresso di detto seconda specchio di corrente ed avendo una seconda uscita collegata ad un morsetto d’ingresso di detto primo specchio di corrente, detto amplificatore differenziale in cooperazione con detti primo e secondo specchio di corrente essendo atti a trasferire un segnale alternato dal primo terminale al secondo terminale di detto resistore senza attenuazione e viceversa.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternato secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo negli uniti disegni, in cui:

la figura 1 è un esemplo illustrativo della problematica;

la figura 2 è uno schema circuitale di un traslatore bidirezionale di tipo noto;

la figura 3 è uno schema a blocchi di un circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante secondo il trovato; e

la figura 4 è uno schema circuitale del circuito secondo il trovato. Con riferimento alle figure 3 e 4, un circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternato comprende un resistore 1 ad un cui primo terminale 2 è collegato un primo ingresso di un amplificatore differenziale 3 ed un’uscita di un primo specchio di corrente 4.

Il resistore 1 ha un secondo terminale 5 collegato ad un condensatore 6. Quest'ultimo ha un morsetto collegato ad un secondo ingresso dell’amplificatore differenziale 3.

Il resistore 1 è collegato tramite il secondo terminale 5 all’uscita di un secondo specchio di corrente 7. L’amplificatore differenziale 3 ha una prima uscita collegata ad un morsetto d’ingresso del secondo specchio di corrente 7 ed ha una seconda uscita collegata ad un morsetto d'ingresso del primo spacchio di corrente 4.

L'amplificatore differenziale 3 In cooperazlone con 11 primo specchio di corrente 4 ed 11 secondo specchio di corrente 7 trasferiscono un segnale dal primo terminale 2 al secondo terminale 5 del resistere 1 senza attenuazione.

L’amplificatore differenziale 3 comprende, come illustrato In figura 4, un primo transistore PNP 8 ed un secondo transistore PHP 9, 1 quali hanno 1 rispettivi morsetti di emettitore costituenti un nodo collegato al primo terminale 2 tramite un primo generatore di corrente 10.

Il morsetto di base del primo transistore 8 è collegato al primo terminale 2 mediante un primo resistore di polarizzazione 12 mentre il morsetto di collettore del primo transistore 8 è collegato ad un morsetto di ingresso del secondo specchio di corrente 7, come meglio viene chiarito nel seguito.

Il morsetto di base del secondo transistore 9 è collegato al primo terminale 2 mediante un secondo resistore di polarizzazione 11 ed è collegato al secondo terminale 5 attraverso il condensatore 6.

Il morsetto di collettore del secondo transistore 9 è collegato all'ingresso del primo specchio di corrente 4, come meglio viene chiarito nel seguito. É previsto un generatore di tensione 13 posto fra il primo ed il secondo resistere di polarizzazione 11 e 12 ed il primo terminale 2 ed un secondo generatore di corrente 14 fra il primo e secondo resistore di polarizzazione 11 e 12 e la massa.

11 primo specchio di corrente 4 comprende un ingresso composto da un aodo costituito dal morsetto di base di un terzo transistore NPN 15 e dall’anodo di un primo diodo 16, quest’ultimo ha il catodo riferito a massa. Il terzo transistore 15 presenta il proprio morsetto di collettore collegato al primo terminale 2 ed il morsetto di emettitore riferito a massa.

Il secondo specchio di corrente 7 comprende un ingresso composto da un nodo costituito dal morsetto di base di un .quarto transistore NPN 17 e dall’anodo- di un secondo diodo 18, quest’ultimo ha il catodo riferito a massa. Il quarto transistore 17 presenta il proprio morsetto di collettore collegato al secondo terminale 5 ed il morsetto di emettitore riferito a massa.

Il generatore di tensione 13 può comprendere almeno due diodi 19a e 19b posti in serie.

L’amplificatore differenziale 3 permette di annullare la differenza di tensione alternata presente fra i terminali 2 e 5. L’impiego del condensatore 6 permette di ottenere al morsetti d’ingresso dell’amplificatore differenziale la tensione alternata ai terminali 2 e 5. Il valore di capacità del condensatore può essere vantaggiosamente ridotto indipendentemente dal valore di resistenza del resistore 1. L’amplificatore differenziale 3 realizza una conversione tensione corrente con uscita differenziale incrociata per consentire convenientemente la bidirezlonalità al circuito secondo il trovato ed un consumo di corrente costante e controllata.

Ciò risulta particolarmente vantaggioso nel caso di applicazioni in campo telefonico, in quanto in questo campo è sovente richiesto un assorbimento costante che altrimenti potrebbe alterare l’impedenza presentata dalla linea telefonica.

Se, a titolo di esempio, consideriamo che nella soluzione circuitale illustrata in figura 4 si abbia che il resistere 1 abbia una resistenza pari ad 1 kohm, la tensione alternata presente o sul primo terminale 2 o sul secondo terminale 5 abbia un valore di picco pari a 1 volt, risulta chiaro che il valore di corrente del generatore di corrente 10 moltiplicato per il guadagno di corrente K (del primo o del secondo specchio di corrente 4 o 7) dev'essere maggiore o tutt’al più uguale ad 1 milliampere.

Questo guadagno di corrente K à ottenuto mediante il rapporto d'area di emettitore fra i transistori 15 (17} ed il rispettivo diodo 16 (18).

L'amplificatore differenziale lavora in classe A e l’assorbimento del circuito anche in assenza di segnale è costante ed à pari al prodotto fra la corrente generata dal generatore di corrente 10 e il guadagno di corrente K presentato o dal primo o dal secondo specchi di corrente 4 o 7.

Analogo risultato si ottiene sostituendo ai transistori come illustrati nella figura 41 rispettivi complementari, ossia un amplificatore differenziale a transistori NPN e specchi di corrente con transistori PNP, oppure se si utilizzino in entrambi i casi transistori MOS a canale H ed a canale F rispettando le indicazioni date nella figura 4.

Ciò che si à vantaggiosamente ottenuto è in pratica un’amplificazione della capacità, che, pur rimanendo fisicamente di dimensioni contenute, ottiene risultati analoghi da un punto di vista del trasferimento, ma migliori dal punta di viste dell’affidabilità del circuito stesso.

Il trovato cosi concepito è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell’ambito del concetto Inventivo. Inoltre tutti i dettagli sono sostituibili da altri elementi tecnicamente equivalenti.

In pratica i materiali impiegati nonché le dimensioni potranno essere qualsiasi, a seconda delle esigenze.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternato caratterizzato dal fatto di comprendere un resistere ad un cui primo terminale è collegato un primo ingresso di un amplificatore differenziale ed un'uscita di un primo specchio di corrente, detto resistore avendo un secondo terminale collegato ad un condensatore avente un morsetto collegato ad un secondo ingresso di detto amplificatore differenziale, detto resistore essendo collegato tramite detto secondo terminale all'uscita di un secondo specchio di corrente, detto amplificatore differenziale avendo una prima uscita collegata ad un morsetto d’ingresso di detto secondo specchio di corrente ed avendo una seconda uscita collegata ad un morsetto d’ingresso di detto primo specchio di corrente, detto amplificatore differenziale in cooperazione con detti primo e secondo specchi di corrente essendo atti a trasferire un segnale alternato dal primo terminale al secondo terminale di detto resistore senza attenuazione e viceversa ed indipendente dalla caduta di tensione continua ai capi di detto resistore.
2. Circuito, secondo la precedente rivendicazione, caratterizzato dal fatto che detto amplificatore differenziale comprende un primo transistore PNP ed un secondo transistore PHP, aventi i rispettivi morsetti di emettitore costituenti un nodo collegato a detto primo terminale tramite un primo generatore di corrente, il morsetto di base di detto primo transistore essendo collegato a detto primo terminale mediante un primo resistere di polarizzazione, il morsetto di collettore di detto primo transistore essendo collegato ad un morsetto di ingresso di detto secondo specchio di corrente, il morsetto di base di detto secondo transistore essendo collegato a detto primo terminale mediante un secondo resistere di polarizzazione ed essendo collegato a detto secondo terminale attraverso detto condensatore, il morsetto di collettore di detto secondo transistore essendo collegato all’ingresso di detto primo specchio di corrente, essendo previsto un generatore di tensione fra detti primo e secondo resistere di polarizzazione e detto primo terminale ed un secondo generatore di corrente fra detti primo e secondo resistere di polarizzazione e la massa.
3. Circuito, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto primo specchio di corrente comprende un ingresso composto da un nodo costituito dal morsetto di base di un terzo transistore NPN e dall'anodo di un primo diodo avente il catodo riferito a massa, detto terzo transistore presentando il proprio morsetto di collettore collegato a detto primo terminale ed il morsetto di emettitore riferito a massa.
4. Circuito, secondo le precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto secondo specchio di corrente comprende un ingresso composto da un nodo costituito dal morsetto di base di un quarto trans!score NFH e dall’anodo di un secondo diodo avente il catodo riferito a massa, detto quarto transistore presentando il proprio morsetto di collettore collegato a detto secondo terminale ed il morsetto di emettitore riferito a massa.
5. Circuito, secondo una o più delle precedenti rivendicazioni, caratterizzato dal fatto che detto generatore di tensione comprende almeno due diodi posti in serie.
6. Circuito di traslazione bidirezionale ad assorbimento costante di un segnale alternato caratterizzato dal fatto di comprendere una o più delle caratteristiche sopra descritte e/o illustrate.