FR2538577A1 - Circuit de source de courant de precision - Google Patents

Abstract

Un circuit de distribution de courant 1 délivre plusieurs courants essentiellement égaux i1, i2, i3 et i4 à un circuit de permutation 13, qui transmet ces courants à permutation cyclique aux sorties 18, 19, 20 et 21. Les courants apparaissant à ces sorties présentent une ondulation, qui est provoquée par l'inégalité du courant i1, i2, i3 et i4. Un circuit de détection 30 assure la détection de la composante d'ondulation des courants i1, i2, i3 et i4 et l'amène à un circuit de réglage destiné à ces courants du bloc de circuit de réglage 50. Le circuit de réglage en question délivre un courant de réglage permettant de corriger le courant en question i1, i2, i3 ou i4 de façon que la composante d'ondulation disparaisse pratiquement. (CF DESSIN DANS BOPI)

Description

"Circuit de source de courant de précision".

L'invention concerne un circuit de source de courant de précision servant à engendrer plusieurs courants présentant des rapports rigoureux entre leurs intensités de courant, comprenant

un circuit de distribution de courant servant à en-

gendrer plusieurs courants présentant des intensités pratiquement égales, et un circuit de permutation permettant de commuter les courants du circuit de distribution de courant suivant

une configuration de permutation cyclique vers les sor-

ties du circuit de permutation, de façon que des courants présentant des valeurs moyennes soient disponibles à ces sorties et présentent un rapport rigoureux et une ondulation, dont les composantes sont déterminées par la différence des courants du circuit de distribution

de courant.

Un tel circuit de source de courant de préci-

sion peut être appliqué par exemple à un convertisseur numériqueanalogique, dans lequel il faut une série

pesée de façon binaire présentant des rapports rigou-

reux entre leurs intensités.

Un tel circuit de source de courant de préci-

sion pour lequel on met à profit le principe de conver-

sion dynamique est connu du brevet des Etats-Unis

d'Amérique 3 782 172 et du brevet des Etats-Unis d'Amé-

rique 4 125 803 A cet effet, on part d'un circuit de distribution de courant fournissant plusieurs courants

qui ne présentent que des intensités de courant essen-

tiellement égales par suite de leur précision limitée du processus d'intégration Un circuit de permutation permet de commuter ces courants à permutation cyclique vers les sorties du circuit de permutation Le courant

se présentant à chaque sortie est constitué par un cou-

rant continu de l'intensité requise auquel est super-

posée une ondulation, dont les composantes sont déter-

minées par les différences relatives des courants du circuit de distribution de courant L'intensité du courant continu à une sortie est égale à la valeur moyenne des courants du circuit de distribution de courant Calculé sur la durée du cycle du circuit de permutation, l'ondulation présente une valeur moyenne

égale à zéro L'ondulation peut être éliminée par fil-

trage par disposition d'un condensateur de filtrage à

chaque sortie du circuit de permutation.

Ces condensateurs de filtrage présentent le désavantage de ne pas pouvoir être intégrés, pour

l'utilisation du fait de leur valeur élevée; ils doi-

vent donc être rapportés entièrement sur le circuit intégré Il faut pour cela des broches de connexion

supplémentaires, ce qui entraîne des frais additionnels.

Pour un convertisseur numérique analogique à 16 bits par exemple, un tel circuit de source de courant de

précision nécessite 16 broches de connexion supplémen-

taires.

Ainsi, l'invention vise à fournir un circuit

de source de courant de précision présentant le prin-

cipe de la conversion dynamique, dans lequel l'ondula-

tion pertubatrice est éliminée à peu près sans utili-

sation de condensateurs de filtrage externes.

Un circuit de source de courant de précision du genre mentionné dans le préambule est caractérisé en ce queil comporte en outre un circuit de détection permettant de détecter, en synchronisme, avec l'apparition des courants du circuit de distribution à au moins l'une des sorties du courant de permutation l'écart de l'intensité de courant de ces courants par rapport à un courant de référence et pour engendrer en synchronisme avec ce qui précède plusieurs signaux de sortie, et un circuit depréglage pour pratiquement chaque signal de sortie du circuit de détection, circuit de réglage qui permet de régler le courant en question du circuit

de distribution de courant de façon à réduire l'écart.

L'invention est basée sur l'idée qu'il est possible de détecter l'écart de chacun des courants

du circuit de distribution de courant et de les cor-

riger à l'aide de ces écarts détectés de façon à éli-

miner pratiquement chaque composante d'ondulation et, de ce fait, l'ondulation Les courants se présentant aux sorties du circuit de permutation présentent ainsi les rapports rigoureux entre les intensités de courant

continu sans qu'il soit nécessaire de filtrer ces cou-

rants par des condensateurs de filtrage.

De plus, le circuit de source de courant de précision conforme à l'invention offre l'avantage que, lors de la commutation en cascade, une interaction des circuits de source de courant de précision successifs

est empêchée En effet, lors de la commutation en cas-

cade du circuit de source de courant de précision connu, l'ondulation d'un étage se fait sentir dans les courants

de sortie de l'étage suivant.

Une forme de réalisation du circuit de source de courant de précision conforme à l'invention est caractérisée en ce que le courant de référence est égal

à l'un des courants du circuit de distribution de cou-

rant Dans ce cas, l'intensité de courant des autres

courants est rendue égale à l'intensité du courant choi-

si comme référence du circuit de distribution de courant.

Pour le courant de référence, le circuit de détection ne doit pas fournir de signal de sortie, de sorte qu'il

n'y faut pas de circuit de réglage.

Une autre forme de réalisation du circuit de source de courant de précision est caractérisée en ce que le circuit de détection comprend une première résistance, qui est couplée à la sortie en question dv circuit de permutation et nui ase 1 xre la

253857 ?

conversion du courant se présentant à cette sortie en une tension,

un circuit amplificateur présentant une première en-

trée qui est couplée par un condensateur de séparation à la sortie en question du circuit de permutation, une deuxième entrée qui présente une tension de référence

et une sortie qui est couplée par une deuxième résis-

tance à la première entrée, et un circuit de distribution présentant une entrée qui est couplée à la sortie du circuit amplificateur et

plusieurs sorties, qui sont couplées chacune à un cir-

cuit de réglage, circuit de distribution qui assure la

commutation du signal de sortie du circuit amplifica-

teur vers la sortie en-question du circuit de distri-

bution en synchronisme avec l'apparition des courants du circuit de distribution de courant à la sortie du

circuit de permutation couplée à la première résistance.

Le condensateur de séparation et l'amplificateur couplé à contre-réaction par la deuxième résistance qui, d'une façon générale, présente une valeur ohmique élevée, permettent d'amener la tension formée dans la première résistance à la première entrée L'amplificateur assure l'amplification de la différence se produisant entre cette tension et la tension de référence à la deuxième

entrée, différence qui est proportionnelle à la compo-

sante d'ondulation de la tension dans la première résis-

tance Le condensateur de séparation présente une valeur de capacité qui est notablement inférieure à la valeur des condensateurs de filtrage dans le circuit de source de courant de précision connu, de sorte que celui-ci peut être intégré dans le circuit La tension amplifiée est distribuée par le circuit de distribution sur les circuits de réglage de façon que la tension provenant d'un courant déterminé soit amenée au circuit de réglage

destiné à ce courant.

Une autre forme de réalisation pour laquelle chacun des circuits de réglage est réglé à l'aide d'un signal logique, est caractérisée en ce que le circuit amplificateur est couplé au circuit de distribution à l'aide d'un comparateur pour la conversion du signal de sortie du circuit amplificateur en un signal de

sortie numérique, comparateur qui est muni d'une pre-

mière entrée qui est couplée à la sortie du circuit amplificateur, d'une deuxième entrée qui est couplée

à une tension de référence et une sortie, qui est cou-

plée à l'entrée du circuit de distribution Le compa-

rateur assure la comparaison de chacune des tensions de sortie du circuit amplificateur avec une tension de référence, ce qui résulte, suivant que la valeur est plus grande ou plus petite, en un " 1 " ou un " O "

comme signal de sortie Chaque signal logique est en-

voyé par le circuit de distribution vers le circuit

de réglage en question.

Dans le cas o le courant de référence est égal à l'un des courants du circuit de distribution de courant, une autre forme de réalisation est caractérisée en ce que la deuxième résistance est shuntée par un

commutateur, qui assure le court-circuitage de la deu-

xième résistance en synchronisme avec l'apparition du courant de référence du circuit de distribution de courant à la sortie du circuit de permutation couplée

à la première résistance Ainsi, à la sortie du compa-

rateur il n'apparaît pas de signal de sortie si le cou-

rant choisi comme référence apparait à la sortie du

circuit de permutation couplée à la première résistance.

De plus, le condensateur de séparation est ainsi char-

gé jusqu'à ce que la tension soit égale à la différence entre la tension provoquée par le courant de référence dans la première résistance et la tension de référence

se produisant à la deuxième entrée de l'amplificateur.

Lors des autres intervalles de la durée du cycle du

circuit de permutation, le circuit amplificateur fonc-

tionne comme convertisseur de tension de courant assu-

rant la conversion de différences des autres courants

avec le courant de référence en tensions qui appa-

raissent de façon intensifiée à la sortie de l'ampli-

ficateur,

Une autre forme de réalisation est caracté-

risée en ce que la deuxième résistance présente une valeur très élevée Dans ce cas, l'amplificateur fait office de comparateur, de sorte que ce dernier peut en

principe être omis.

Une autre forme de réalisation est caractérisée en ce que les circuits de réglage sont munis chacun d'un circuit de comptage qui engendre plusieurs signaux logiques suivant le signal logique se présentant à la

sortie en question du circuit de distribution Les cir-

cuits de comptage peuvent être de simples compteurs, dont la position est augmentée ou réduite d'une unité, suivant le signal logique se présentant aux sorties des

circuits de distribution.

Selon une autre forme de réalisation, chaque circuit de réglage est en outre muni d'un convertisseur numérique-analogique assurant la conversion des signaux de sortie d'un circuit de comptage en un courant de sortie analogique permettant de régler le courant en

question du circuit de distribution de courant.

Une autre forme de réalisation dans laquelle les signaux du circuit de détection ne sont pas d'abord couvetis en un signal logique mais, d'une façon directe, en un signal de réglage analogique, est caractérisée en

ce que chaque circuit de réglage est muni d'un intégra-

teur assurant l'intégration du signal à la sortie en question et permettant de régler le courant en question

du circuit de distribution de courant.

La façon rigoureuse, dont le signal de réglage

assure le réglage des courants du circuit de distribu-

tion de courant est entre autres tributaire de la façon,

dont est composé le circuit de distribution de courant.

Selon une autre forme de réalisation dans laquelle le circuit de distribution de courant est formé par plusieurs transistors montés en parallèle, dont les émetteurs sont couplés par l'intermédiaire de résistances égales à unpoint commun à une tension fixe,

la sortie d'un circuit de réglage est couplée à l'émet-

teur d'un transistor C'est ainsi qu'un miroir de cou-

rant, éventuellement muni d'un amplificateur opéra-

tionnel, permet de réaliser un courant dans les trajets

de collecteur-émetteur d'un transistor monté en paral-

lèle Du fait que les résistances sont couplées à un point commun à tension fixe, l'envoi de plus ou de moins de courant à travers une résistance d'émetteur provoque une variation du courant de collecteur d'un transistor, sans que les courants de collecteur des autres transistors ne varient de façon à provoquer

une variation de la somme des courants de collecteur.

Une autre forme de réalisation dans laquelle le circuit de distribution de courant est formé par plusieurs transistors montés en parallèle, dont les

émetteurs sont couplés par l'intermédiaire de résistan-

ces égales à un point commun auquel est amené un cou-

rant continu est caractérisée en ce que les signaux de sortie logiques de chaque circuit de comptage sont stockés dans une mémoire tampon et enclenchent et

déclenchent simultanément des commutateurs après dérou-

lement d'un cycle du circuit de permutation, ce qui permet de commuter des résistances en parallèle à une résistance d'émetteur De préférence, ces commutateurs sont formés par des transistors à effet de champ Dans le cas de circuits de distribution de courant pour lequel on partd'un courant de somme constant, le point de connexion commun des émetteurs ne se trouve pas à

une tension fixe, mais est réalisé de façon flottante.

Ce cas se présente par exemple dans le cas de sources de courant de précision montées en cascaae, ces a 25385 t 7 lequel le courant de sortie à l'une des sorties du circuit de commutation sert de courant de somme du

circuit de distribution de courant d'un étage suivant.

Dans ce cas, l'amenée d'un courant de réglage à-l'émet-

teur d'un transistor se traduirait par une augmentation directe du courant de somme, ce qui n'est pas permis

du fait que le courant de somme doit rester constant.

Ainsi, il n'est pas non plus possible de rendre les

courants du circuit de distribution de courant égaux.

Lenclenchement et le déclenchement de résistances en parallèle aux résistances d'émetteur permettent de modifier le rapport relatif des couranits sans modifier

le courant de somme.

La description ci-après, en se référant aux

dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention

peut être réalisée.

1 La figure 1 montre une première forme de

réalisation d'un circuit de source de courant de pré-

cision conforme à l'invention.

La figure 2 montre une deuxième forme de

réalisation d'un circuit de source de courant de pré-

cision conforme à l'invention.

La figure 3 montre une troisième forme de

réalisation d'un circuit de source de courant de pré-

cision conforme à l'invention.

La figure 1 représente schématiquement une première forme de réalisation d'un circuit de source de courant de précision conforme à l'invention D'une façon générale, un tel circuit de source de courant de

précision comprend un circuit de distribution de cou-

rant 1, qui fournit plusieurs courants essentiellement égaux à un circuit de permutation 13 qui assure la commutation en permutation cyclique de ces courants vers des sorties Les courants continus apparaissant à ces sorties présentent une ondulation, qui est formée

par l' inégalité des courants de circuit de distribu-

tion de courant 1 Un circuit de détection 13 assure la détection de la composante d'ondulation provenant

de chaque courant du circuit de distribution de cou-

rant i pour l'amenée au circuit de réglage du jeu de circuit de réglage 50 destiné à ce courant Ce circuit de réglage délivre un courant de réglage permettant de

corriger le courant en question de façon que la compo-

sante d'ondulation disparaisse pratiquement.

Dans cette forme de réalisation, le circuit de distribution de courant 1 est formé par plusieurs transistors montés en parallèle 2, 3, 4 et 5, dont les

émetteurs sont connectés, par l'intermédiaire de résis-

tances égales 6, 7, 8 et 9, à un point de connexion commun 10, qui présente une tension fixe et qui est le point de connexion d'alimentation négative dans ce cas Les bases communes des transistors 2, 3, 4 et 5,9 sont excitées par-un amplificateur 11, dont l'entrée

est couplée à la sortie d'une source de courant 12.

L'amplificateur 11 assure le réglage de la tension à la base commune de façon que la somme des courants aux sorties 20 et 21 du circuit de permutation 13 soit

égale au courant de la source de courant 12 Les cou-

rants de sortie il, i 2, i 3 et i 4 ne sont qu'essentielle-

ment égaux par suite de la précision limitée du pro-

cessus d'intégration et dans ce cas pratiquement égaux à Io par suite de la diffusion du courant 210 de la source de courant 12 Les courants il, i 2, i 3 et i 4 sont amenés aux entrées 14, 15, 16 et 17 du circuit de permutation 13 Le circuit de permutation 13 est réglé par un circuit 22, par exemple un registre à décalage qui, à son tour, est réglé par un générateur d'horloge 23 Le fonctionnement du circuit de permutation 13 a déjà été amplement décrit dans lesdits brevets des

Etats-Unis d'Amérique 3 982 172 et 4 125 803 Il suf-

fit de mentionner que le circuit de permutation 13 as-

sure la permutation cyclique de chacun des courants il, i 2, i 3, et i 4 dans quatre intervalles de temps qui constituent ensemble les duréesde cycle T, les envoie à chacune des sorties 18, 19, 20 et 21 du circuit de permutation 13 A chacune des sorties 18, 19, 20 et 21 apparaissent donc successivement les courants il, i 2, i 3 et io Le courant continu à chacune des entrées 18,

19, 20 et 21 est égal à la valeur moyenne IO O des cou-

rants i 1 l, i 2, i 3 et i 4 Autour de cette valeur moyen-

ne IO, les courants de sortie présentent une ondula-

tion, dont les composantes sont formées par l'inégali-

té des courants il, i 2, i 3 et i 4 Aux sorties 24, 25 et 26 du circuit de source de courant de précision apparaissent, abstraction faite de l'ondulation, des

courants continus, dont l'intensité de courant conti-

nu est égale à respectivement 2 Io 9 Io et Io Dans le conducteur de sortie vers la sortie 25 est insérée une résistance 27 présentant une valeur ohmique RI, qui convertit le courant circulant dans ce conducteur de sortie en une tension La sortie 19 du circuit de permutation 13 est couplée à l'entrée 31 d'un circuit

de détection 30 L'entrée 31 est couplée par un con-

densateur de séparation 35 présentant une valeur de capacité C à l'entrée inverseuse 33 d'un amplificateur 32, dont l'entrée non inverseuse 34 présente une tension

fixe, dans ce cas une tension O La sortie 36 est cou-

plée à contre-réaction à l'entrée inverseuse 33 par

une résistance 37 présentant une valeur ohmique R 2.

La résistance 37 peut être court-circuitée par un commu-

tateur 38 à l'aide d'un signal 51, qui est dérivé du générateur d'horloge 23 De plus, la sortie 36 est couplée à l'entrée inverseuse 41 d'un comparateur 40, dont l'entrée non inverseuse 42 présente une tension de référence et présente, dans ce cas, la même tension fixe que l'entrée 34 de l'amplificateur 32 La sortie

43 du comparateur 40 est couplée à l'entrée 46 du dis-

positif de décodage 45 Ce dispositif de décodage 45 est formé par exemple par un basculeur positionné à

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dispositif de décodage de 1: 4, dont seules les trois sorties 47, 48 et 49 sont utilisées Le circuit de détection 30 fonctionne de la façon suivante Dans le premier intervalle de la durée de cycle du circuit de permutation 13 apparaît une tension V 1 correspondant au courant i 1 par exemple, dans la résistance 27 D'une façon synchrone, le commutateur 38 se ferme à l'aide du signal 51, de sorte que l'entrée 33 présente la même tension que-l-entrée 34, c'est-à-dire une tension de O volt Le condensateur 35 se charge jusqu'à ce qu'il soit soumis à la tension V 1 correspondant au courant i Les entrées 41 et 42 présentent également une tension de O volt, de sorte que la tension à la sortie 43 du comparateur 40 est égale à O volt Ce signal est amené à une sortie du dispositif de décodage

qui n'est pas connecté à un circuit de réglage.

Dans le deuxième intervalle de temps apparatt par exemple une tension V 1 correspondant à i 2 dans la résistance 37 D'une façon synchrone, le commutateur 38

s'ouvre La valeur ohmique R 2 de la résistance 37 est.

si élevée que la constante de temps pour la charge du condensateur 35 est très élevée Le condensateur 35

n'est pas chargé jusqu'à une tension V 21 mais la ten-

sion dans le condensateur 35 reste égale à V L'ampli-

ficateur 32 présentant une résistance à contre-réaction 37 fait ainsi office de convertisseur de tension-courant, qui convertit la différence de courant il, i 2 en une

tension de sortie amplifiée, qui apparaît à la sortie 36.

Cette tension de sortie est amenée à l'entrée 41 du comparateur 40 Suivant que la tension de sortie de l'amplificateur 32 est plus élevée ou plus petite que

la tension de 0 volt à l'entrée 42, la tension se pré-

sentant à la sortie 43 du comparateur 40 est élevée ou

basse, ce qui est utilisé comme un signal logique pré-

sentant la valeur " 1 " ou "l Ot Le dispositif de décodage assure la commutation synchrone de ce signal vers la

sortie 47 du circuit de détection 30.

Il y a lieu de noter que la valeur R 2 de la résistance 37 peut atre choisie également d'une façon infiniment élevée Dans ce cas, l'amplificateur 32 fait office de comparateur, de sorte que le comparateur 40

peut être omis.

Ainsi, dans les troisième et quatrième inter-

valles de temps de la durée de cycle apparaissent de

la même façon des tensions à la sortie 36 de l'ampli-

ficateur 32, tensions qui sont proportionnelles aux

différences de courant respectives il i 3 et it 1 i 4.

Ainsi, la tension dans le condensateur 35 reste égale à V * Les tensions amplifiées à la sortie 36 sont converties par le comparateur 40 en signaux logiques, qui sont envoyés par le dispositif de décodage aux

sorties 48 et 49.

Ainsi, à chacune des sorties 47, 48 et 49 apparait en synchronisme avec la durée d'intervalle

du circuit de permutation 13 un signal logique pré-

sentant une valeur, qui est déterminée par la valeur du courant respectif i 2, i, et i 4 par rapport à celle de courant i 1 du circuit de distribution de courant 1 choisi comme référence Le circuit de décodage 45 assure que la tension apparaissant à une sortie ne subit pas de variations jusqu'à l'intervalle correspondant du

cycle suivant du circuit de permutation 13.

Les sorties 47, 48 et 49 du circuit de détec-

tion sont connectées aux entrées 51, 52 et 53 de trois

circuits de réglage ainsi formés Les circuits de régla-

ge sont munis de circuits de comptage 54, 55 et 56, dont les sorties 57, 58 et 59 sont couplées aux entrées de convertisseurs numériques analogiques 60, 6 i et 62

présentant des sorties 63, 64 et 65.

Le compteur 54 est-par exemple un compteur-a six bits présentant un bit de signe, qui détermine la direction de courant à la sortie 63 du convertisseur numérique analogique à six' bits 60 Le convertisseur analogique numérique 60 ne fournit pas de courant de

sortie si la position du compteur est égale à zéro Sui-

vant la valeur du signal logique à-la sortie 47, la position du compteur 54 est augmentée ou réduite d'une unité Cette position est transmise aux sorties 57 en six signaux logiques qui sont convertis à l'aide du convertisseur numérique analogique à six bits 60 en un courant de sortie analogique Ce courant est amené

à l'émetteur du transistor 31 il en résulte une réduc-

tion ou une augmentation du courant i 2 suivant l'aug-

mentation ou la réduction de la tension dans la résis-

tance 7 D'une façon analogue, le courant de sortie des convertisseurs numériques analogiques 61 et 62

permettent de corriger les courants i 3 et i 4.

Les courants modifiés i 2, i 3 et i 4 sont comparés au cours d'un cycle suivant avec le courant de référence i 1 La variation des courants i i 3 et i 4 provoque également une variation de la valeur moyenne des courants i 1, ils i 3 et i 4 La somme des courants aux sorties 20 et 21 du circuit de permutation 13 doit être égale au courant 2 I de la source de courant

12, abstraction faite du courant d'entrée de l'ampli-

ficateur 11 L'amplificateur 11 assure le réglage de la tension de base commune de façon à satisfaire à cette condition, de sorte que la valeur moyenne des courants i 1, i 2, i 3 et i est également égale à I De la façon

décrite ci-dessus, les courants i 2, i 3 et i 4 sont cor-

rigés jusqu'à ce qu'ils soient pratiquement égaux au courant i 1 et i 1 est simultanément corrigé jusqu'à ce

qu'il soit égal à I Aux sorties 24, 25 et 26 du cir-

cuit de source de courant de précision sont disponibles des courants pratiquement exempts d'ondulation, courants

qui sont entre eux comme 2 I:I:I 0.

O o o

Une deuxième forme de réalisation d'un cir-

cuit de source de courant de précision conforme à l'invention s'explique à l'aide de la figure 2 Les pièces identiques sont désignées par les mêmes chiffres

de référence que sur la figure 1.

Le circuit de détection 30 comporte un ampli-

ficateur 32 qui est couplé à contre-réaction par la résistance 36 et dont l'entrée 33 est couplée par le

* condensateur 35 à la sortie 19 du circuit de permuta-

tion 13, et dont l'entrée 34 présente une tension de référence de O volt La sortie 36 de l'amplificateur

32 est couplée de façon directe au dispositif de déco-

dage 45 La résistance 37 peut être court-circuitée par

le commutateur 38.

Dans le premier intervalle de temps de la

durée de cycle du circuit de permutation 13, le commu-

tateur 38 se ferme, de sorte qu'à la sortie 36 de l'amplificateur, aucun signal n'est présent, et le condensateur 35 est chargé à une tension V 1, qui est engendrée par le courant i 1 dans la résistance 27 Dans

les intervalles suivants de la durée de cycle, le com-

mutateur 38 s'ouvre La valeur R 2 de la résistance 37 est si élevée que la charge du condensateur 35 ne subit pas de variations L'amplificateur 32 présentant la résistance 37 fait alors office de convertisseur de tension-courant A la sortie 36 de l'amplificateur 32 apparaissent successivement des tensions, qui sont proportionnelles aux différences de courant i 1 j_ 2 ifl_ 2 et i 1 -i 4 Ces tensions amplifiées sont transmises par le commutateur de décodage 45 aux sorties respectives 47, 48 et 49 Les sorties 47, 48 et 49 sont connectées aux entrées 51, 52 et 53 de trois circuits de réglage dans le bloc 50 Les circuits de réglage sont formés par des intégrateurs, qui sont munis d'amplificateurs

, 71 et 72, dont les entrées inverseuses sont connec-

tées par les résistances 79, 80 et 81 aux entrées 51, 52 et 53 et qui sont couplées à contre-réaction par des condensateurs 73, 74 et 75 Dans lesconducteurs de sortie des intégrateurs sont insérées des résistances 76, 77 et 78 Les sorties 63, 64 et 65 des circuits de réglage sont connectées, ici-aussi, aux émetteurs des

transistors 3, 4 et 5.

La tension a la sortie 49 est intégrée par l'intégrateur présentant un amplificateur 70, après quoi la tension intégrée est convertie en un courant par la résistance 76 Ce courant permet de corriger le courant de collecteur i 2 du transistor 3 de façon à réduire la différence par rapport au courant i 1 De même, les courants i 2 et i 3 sont corrigés par les

courants aux sorties 64 et 65 L'amplificateur 11 assu-

re le réglage de la tension à la base commune de façon que la valeur moyenne des courants i 1, i 2, i 3 et i 4 reste égale à 10 * Dans les cycles suivants du circuit

de permutation 13, les courants i 2, i 3 et i 4 sont cor-

rigés de façon à être égaux à i 1 Aux sorties 24, 25 et 26 du circuit de source de courant de précision sont disponibles des courants, qui sont entre eux comme

21:I:I et qui ne présentent guère d'ondulation.

Dans les première et deuxième formes de réa-

lisation, la base commune des transistors 2, 3, 4 et 5 du circuit de distribution de courant est maintenue A

une tension essentiellement fixe par l'amplificateur 11.

Le circuit de distribution de courant 1 fait office de miroir de courant, le courant I O étant reproduit dans les conducteurs de collecteur des transistors 2,3, 4 et 5- Au lieu de la source de courant 12 et de l'amplificateur 11, la base commune peut également être maintenue à une tension fixe, par exemple par couplage de cette base à la base d'un transistor monté comme diode, transistor dont l'émetteur est couplé à une résistance égale au point commun et dont le collecteur est couplé à une source de courant à valeur ohmique élevée. Dans ce genre de circuit de distribution de courant, la base commune se trouve à une tension fixe par rapport au point de connexion commun soumis à une

tension fixe des résistances d'émetteur, qui est con-

necté au point de connexion d'alimentation négatif par exemple Ainsi, le courant d'un transistor du circuit

de distribution de courant peut être corrigé par l'ame-

née d'un courant à l'émetteur sans que cela n'influe

sur le courant d'un autre transistor du circuit de dis-

tribution de courant La somme des courants des tran-

sistors du circuit de distribution de courant peut

accro tre ou décrottre.

Dans un circuit de distribution de courant

o le point de connexion commun des résistances d'émet-

teur est connecté à une source de courant, comme dans le cas de sources de courant de précision montées en cascade, aucun courant de réglage ne peut être amené a-un émetteur, du fait que le courant de somme doit rester égal au courant de la source de courant Dans

ce cas, il faut appliquer un réglage flottant.

Une troisième forme de réalisation d'un cir-

cuit de source de courant de précision présentant un tel

réglage flottant s'explique à l'aide de la figure 3.

Les pièces analogues sont désignées par le même chiffre

de référence que sur la figure 1.

Le circuit de distribution de courant comporte, ici aussi, des transistors montés en parallèle 2, 3, 4

et 5, dont les émetteurs sont connectés, par l'intermé-

diaire de résistances 6, 7, 8 et 9, à une source de courant 80, qui est par exemple un circuit de source de

courant de précision précédent La résistance 6 pré-

sente une valeur de /3 R 1 et les résistances 7, 8 et 9 présentent une valeur /2 R D'une façon parallèle à la résistance 7 peuvent être montées des résistances 81, 82 et 83 présentant des valeurs respectives R 1, 1/2 R 1 et 2 R 1 à l'aide de transistors à effet de champ 84, et 86 De même, les résistances 87, 88 et 89 peuvent être montées en parallèle à la résistances 8 et les résistances 93, 94 et 95 en parallèle à la résistance 9 à l'aide de transistors 96, 97 et 98 La somme des

courants de sortie il, i 2, i 3 et i 4 du circuit de dis-

tribution de courant est égale au courant 41 de la source de courant 80 Le circuit de permutation 13 transmet les courants à permutation cyclique vers les sorties 18, 19, 20 et 21 Le circuit de détection 30 est composé d'une façon analogue à celle décrite à

l'aide de la figure 1 Aux sorties 47, 48 et 49 appa-

raissent, dans les intervalles successifs du cycle, des signaux logiques, dont la valeur est déterminée par le fait que les courants i 2, i 3 et i 4 Sont plus intenses ou moins intenses que le courant i 1, signaux qui sont amenés aux entrées 51, 52 et 53 des compteurs 110, 111

et 112 Suivant la valeur du signal logique à la sor-

tie 47, la position de compteur est augmentée ou ré-

duite d'une unité Afin de pouvoir compenser tant vers le haut que vers le bas, on part d'une position de compteur o les résistances 82, 88 et 94 sont montées en parallèle aux résistances respectives 7, 8 et 9 La résistance présente une valeur de 1/3 R, qui est égale à la valeur du circuit parallèle 7 et 82; 8 et 88 et 9 et 94 présentant les valeurs respectives R et 1/2 R t pour que dans les situations de départ, les courants

il, i 2, i 3 et i 4 soient essentiellement égaux entre eux.

A ses sorties le compteur 110 fournit trois signaux logiques, qui sont amenés à une mémoire tampon

125 qui les maintient jusqu'après un cycle de permu-

tation De même, dans les intervalles suivants de la durée de cycle, des signaux logiques correspondant à la position des compteurs 111 et 112 sont stockés dans les mémoires tampon 126 et 127 Après tout le cycle de permutation, les signaux des mémoires tampon 125, 126 et 128 sont simultanément délivrés Aux sorties 130, 131 et 132 la mémoire tampon 125 fournit trois signaux logiques pour le réglage des transistors 84, 84 et 86 de façon à commuter une combinaison déterminée des

résistances 81, 82 et 83 en parallèle à la résistance 7.

De m 8 me, une combinaison des résistances 87, 88 et 89 est montée à l'aide de signaux logiques aux sorties , 141 et 142 de la mémoire tampon 126 en parallèle à la résistance 8 et une combinaison de résistée 93, 94 et 95 à l'aide de signaux logiques aux sorties 150, 151 et 152 de la mémoire tampon 127 en parallèle à la résistance 9 Le rapport entre les courants i 1, i 2 i 3 et i 4 est ainsi simultanément modifié, la somme des courants i,1 i 2, i 3 et i 4 restant égale à 4 IO Les mémoires tampon 125, 126 et 127 sont nécessaires à cet effet du fait que, le courant de somme devant rester constant, les rapports entre les courants ne peuvent

pas etre modifiés de façon indépendante l'un de l'autre.

Dans le cycle suivant du circuit de permutation, les

courants i 2, i 3 et i 4 sont comparés à nouveau avec il.

Les courants i 2, i 3 et i 4 sont ainsi corrigés jusqu'à

ce que les courants i 2, i 3 et i 4 soient égaux entre eux.

Aux sorties 24, 25 et 26 sont disponibles des courants sans ondulation présentant le rapport rigoureux 2 I:

I 0:10

Dans les formes de réalisation représentées

sur le dessin, le nombre de sorties du circuit de per-

mutation est toujours égal au nombre d'entrées du cir-

cuit de permutation De plus, le rapport relatif des

grandeurs des courants aux sorties du circuit de per-

mutation est toujours pratiquement égal à l'unité Dans le cas d'un circuit de source de courant de précision selon l'invention, le nombre de sorties peut cependant également différer du nombre d'entrées du circuit de permutation, le nombre de courants circulant au cours

d'une période de la durée de cycle vers une sortie de-

vant être inégal à l'unité et le nombre de courants circulant dans une période de la durée de cycle vers

chaque sortie peut être différent.

C'est ainsi que le circuit de distribution de courant peut délivrer cinq courants pratiquement égaux à cinq entrées d'un circuit de permutation présentant deux sorties Les courants sont par exemple transmis de façon qu'à une sortie apparaissent toujours deux courants et à l'autre sortie toujours trois courants,

et ceci suivant une configuration de permutation cy-

clique L'addition et la soustraction répétées des signaux à ces sorties permettent d'obtenir les écarts relatifs des courants du circuit de distribution de

courant, dont sont déduits des signaux de réglage per-

mettant de rendre les courants du circuit de distri-

bution de courant égaux Les courants aux deux sorties du circuit de permutation présentent alors un rapport d'intensité rigoureux de 2:3 Ainsi, il est possible de

réaliser tous les rapports de 4:1, 3:2, 2:3 et 1:4.

De plus, les courants du circuit de distribu-

tion de courant peuvent être rendus enclenchables.

Ainsi, dans l'exemple d'un circuit de permutation pré-

sentant cinq entrées et deux sorties, il est possible

de réaliser tous les rapports compris entre 4:1 et 1:4.

De plus, l'addition et la soustraction répétées per-

mettent de comparer les différences relatives des

courants enclenchés du circuit de distribution de cou-

rant, à l'aide desquelles ces courants-peuvent être

rendus égaux.

Il est évident que de nombreuses variantes des formes de réalisation données sont possibles pour

l'initié sans sortir du cadre de la présente invention.

253857 ?

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 Circuit de source de courant de précision servant à engendrer plusieurs courants présentant des rapports rigoureux entre leurs intensités de courant, comprenant un circuit de distribution de courant servant à engendrer plusieurs courants présentant des intensités pratiquement égales, et un circuit de permutation permettant de commuter les courants du circuit de distribution de courant suivant

une configuration de permutation cyclique vers les sor-

ties du circuit de permutation, de façon que des cou-

rants présentant des valeurs moyennes soient disponibles à ces sorties et présentent un rapport rigoureux et une ondulation dont les composantes sont déterminées

par la différence des courants du circuit de distri-

bution de courant, caractérisé en ce que le circuit de détection comporte en outre un circuit de détection permettant de détecter, en synchronisme avec l'apparition des courants du circuit de distribution de courant à au moins l'une des sorties du circuit de permutation l'écart de l'intensité de courant de ces courants par rapport à un courant de référence et pour engendrer en synchronisme avec ce qui

précède plusieurs signaux de sortie et, -

un circuit de réglage pour pratiquement chaque signal de sortie du circuit de détection, circuit de réglage qui permet de régler le courant en question du circuit

de distribution de courant de façon à réduire l'écart.

2 Circuit de source de courant de précision

selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cou-

rant de référence est égal à l'un des courants du cir-

cuit de distribution de courant.

3 Circuit de source de courant de précision selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le circuit de détection comporte en outre une première résistance, qui est couplée à la sortie en question du circuit de permutation et qui assure la conversion du courant se présentant à cette sortie en une tension, un circuit amplificateur présentant une première

entrée, qui est couplée par un condensateur de sépara-

tion à la sortie en question du circuit de permutation,

une deuxième entrée qui présente une tension de réfé-

rence et une sortie qui est couplée par une deuxième résistance à la première entrée et un circuit de distribution présentant une entrée qui est couplé à la sortie du circuit amplificateur et

plusieurs sorties, qui sont couplées chacune à un cir-

cuit de réglage, circuit de distribution qui assure la

commutation du signal de sortie du circuit amplifica-

teur vers la sortie en question du circuit de distri-

bution en synchronisme avec l'apparition des courants du circuit de distribution de courant à la sortie du

circuit de permutation couplée à la première résistance.

4 Circuit de source de courant de précision

selon la revendication 3, caractérisé en ce que le cir-

cuit amplificateur est couplé au courant de distribu-

tion à l'aide d'un comparateur pour la conversion du signal-de sortie du circuit amplificateur en un signal de sortie numérique, comparateur qui est muni d'une

première entrée qui est couplée à la sortie du cir-

cuit amplificateur, d'une deuxième entrée, qui est cou-

plée à une tension de référence et une sortie, qui est

couplée à l'entrée du circuit de distribution.

Circuit de source de courant de précision selon la revendication 3 ou 4, dans lequel le courant de référence est égal à l'un des courants du circuit de

distribution de courant, caractérisé en ce que la deu-

xième résistance est shuntée par un commutateur, qui assure le courtcircuitage de la deuxième résistance

en synchronisme avec l'apparition du courant de réfé-

rence du circuit de distribution de courant à la sor-

tie du circuit de permutation couplée à la première résistance. 6 Circuit de source de courant de précision selon la-revendication 5, caractérisé en ce que la deuxième résistance présente une valeur ohmique très élevée. 7 Circuit de source de courant de précision selon la revendication 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que les circuits de réglage sont munis chacun d'un circuit de comptage, qui engendre plusieurs signaux logiques suivant le signal logique se présentant à la

sortie en question du circuit de distribution.

8 Circuit de source de courant de précision selon la revendication 7, caractérisé en ce que chaque circuit de réglage est en outre muni d'un convertisseur numérique analogique assurant la conversion des signaux de sortie d'un circuit de comptage en un courant de sortie analogique permettant de régler le courant en

question du circuit de distribution de courant.

9 Circuit de source de courant de précision selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque circuit de réglage est muni d'un intégrateur assurant

l'intégration du signal à la sortie en question et per-

mettant de régler le courant en question du circuit de

distribution de courant.

Circuit de source de courant de précision selon la revendication 8 ou 9, dans lequel le circuit

de distribution de courant est formé par plusieurs tran-

sistors montés en parallèle, dont les émetteurs sont couplés par l'intermédiaire de résistances égales à un point commun présentant une tension fixe, caractérisé en ce que la sortie du circuit de réglage est couplée

à l'émetteur d'un transistor.

11 Circuit de source de courant de précision selon la revendication 7, dans lequel le circuit de

distribution de courant est formé par plusieurs tran-

sistors montés en parallèle, dont les émetteurs sont couplés par l'intermédiaire de résistances égales à un point commun auquel est amené un courant continu# caractérisé en ce que les signaux de sortie logiques de chaque circuit de comptage sont stockés dans une

mémoire tampon et enclenchent et déclenchent simulta-

nement des commutateurs après déroulement d'un cycle du circuit de permutation, ce qui permet de commuter

des résistances en parallèle à une résistance d'émet-

teur. 12 Circuit de source de courant de précision selon la revendication 11, caractérisé en ce que les commutateurs sont formés par des transistors à effet

de champ.

13 Circuit de source de courant selon la

revendication Il ou 12, caractérisé en ce que le cou-

rant constant est égal à un courant de sortie d'un

circuit de source de courant de précision précédent.