CH533925A

CH533925A - Amplificateur apériodique à deux bornes et utilisation de celui-ci

Info

Publication number: CH533925A
Application number: CH658172A
Authority: CH
Inventors: Raval Gaston
Original assignee: Omega Louis Brandt & Freres S
Priority date: 1968-06-19
Filing date: 1968-06-19
Publication date: 1973-02-15
Also published as: CH524182A; CH913268A4; US3609592A

Description

On connaît des amplificateurs à deux bornes accouplés à un résonateur pour entretenir l'oscillation du résonateur. L'avantage de ces amplificateurs réside surtout dans le fait que le résonateur peut être accouplé à l'amplificateur au moyen d'une seule bobine. Non seulement, il est plus facile de faire les connexions nécessaires à une seule bobine à deux bornes, mais la fabrication d'une telle bobine est également plus simple que celle d'une bobine à prise médiane.

D'autre part, les amplificateurs à deux bornes connus pour entretenir l'oscillation d'un résonateur sont relativement compliqués en comparaison avec les amplificateurs à quatre bornes commandés par des bobines ou parties de bobines de commande. En outre, les amplificateurs connus nécessitent souvent des éléments, par exemple des résistances de valeur extrême, par exemple extrêmement élevée, difficiles à obtenir et rrès chères dans des petites dimensions.

Il est également connu, par exemple du brevet français no 1 256 386 ou du brevet suisse no 382 664, de relier la bobine de couplage aux bornes d'un oscillateur à relaxation synchronisé par les impulsions induites dans la bobine de couplage. Les deux transistors de l'oscillateur à relaxation sont branchés en parallèle aux bornes de la source de courant. n est évident que la fréquence de l'oscillateur à relaxation doit être adaptée à la fréquence du résonateur.

La présente invention a pour but de fournir un amplificateur apériodique à deux bornes, simplifié et pourtant très efficace.

L'amplificateur selon l'invention est caractérisé en ce qu'il comporte une seule source de courant et deux transistors complémentaires montés en série entre les bornes de ladite source, le collecteur de chaque transistor étant branché à l'une des bornes d'une bobine et la base de chaque transistor étant accouplée au moins au collecteur de l'autre transistor, de façon que la polarisation de la base de chaque transistor soit obtenue par couplage direct à une électrode de l'autre transistor.

Cette disposition permet une simplification extrême du système avec des conditions de démarrage favorables et une bonne stabilité sans nécessiter d'éléments de caractéristiques ou de valeurs extrêmes. Cet amplificateur se prête à une application très large, pratiquement indépendante de la fréquence du résonateur, qui peut être constitué par un balancier, un diapason, un circuit oscillant électrique ou équivalent, par exemple un quartz. En particulier, l'amplificateur peut être réalisé sans aucun couplage capacitif, de sorte que les caractéristiques de l'amplificateur sont pratiquement apériodiques, c'est-à-dire indépendantes de la fréquence normalement employée dans les oscillateurs.

Pour stabiliser le circuit, il est indiqué de prévoir une résistance de stabilisation dans le circuit émetteur de l'un ou des deux transistors ou des résistances de couplage à coefficient de température approprié.

Il est aussi connu de prévoir deux transistors complémentaires montés en série dans un oscillateur purement électronique pour la génération d'une tension en dents de scie, par exemple du brevet américain no 2 812 437. Tandis que la présente invention concerne un amplificateur destiné particulièrement à être accouplé par une bobine à un résonateur mécanique, une fréquence d'oscillation sinusoïdale étant déterminée par le résonateur mécanique, l'oscillateur selon le brevet américain no 2 812 437 ne convient par pour entretenir l'oscillation sinusoïdale d'un résonateur mécanique. De plus, cet oscillateur connu nécessite deux piles et des résistances de polarisation branchées aux bornes de ces piles pour les deux transistors. Cependant, la nécessité de prévoir deux piles exclut pratiquement l'utilisation d'un tel circuit dans des appareils de petites dimensions.

Quelques exemples de réalisation de cette invention seront maintenant expliqués à l'aide du dessin, dans lequel les fig. 14 représentent chacune le schéma électrique d'une forme d'exé
cution.

Le circuit représenté sur la fig. 1 comporte deux transistors
complémentaires, soit un transistor pnp la et un transistor npn
lb. Les émetteurs de ces deux transistors sont reliés respecti
vement aux bornes positive et négative d'une source élec
trique, par exemple un élément miniaturisé de 1,35 V par des
résistances 2 et 3. Les collecteurs des transistors la et lb qui
constituent les bornes de l'amplificateur sont reliés par une
bobine 4 et un condensateur 5 branché en parallèle à la bobine
4. D'une manière non représentée et en soi connue, la bobine
4 peut être accouplée électrodynamiquement à un résonateur mécanique, par exemple un balancier ou un diapason. Les bases des deux transistors la et lb sont reliées entre elles par une résistance de polarisation 6.

La base de chaque transistor est reliée au collecteur de l'autre transistor au moyen de condensateurs de couplage 7, respectivement 8.

On voit facilement que des signaux induits dans la bobine 4 par le résonateur oscillant sont amplifiés en même temps par les deux transistors, de sorte que l'amplitude du résonateur est vite augmentée et maintenue à une valeur convenable. On a trouvé que l'amplificateur selon la fig. 1 permet un démarrage relativement fort du résonateur, ce qui est dû surtout au couplage relativement dur par les condensateurs 7 et 8. Le circuit oscillant constitué par la bobine 4 et le condensateur 5 peut être accordé au moins approximativement à la fréquence propre du résonateur selon la nature de celui-ci. Le circuit est peu sensible à des variations de la tension de la source et à la température, surtout en raison de l'effet de contre-réaction obtenu par les résistances 2 et 3.

Le circuit représenté sur la fig. 2 correspond au circuit décrit ci-dessus à l'exception des éléments de couplage entre les collecteurs et les bases des transistors. Ces couplages comportent des éléments RC en parallèle constitués par les condensateurs 7 et 8 et respectivement par des résistances 9 et 10. La polarisation des bases se fait directement par ces résistances 9 et 10, de sorte que la résistance de polarisation 6 selon fig. 1 peut être supprimée. Du reste, les caractéristiques du circuit de la fig. 2 sont pareilles à celles du circuit selon fig. 1.

La liste ci-dessous indique à titre d'exemple les valeurs des éléments utilisés dans la forme d'exécution selon fig. 2 pour entretenir l'oscillation d'un diapason à une fréquence de 414 Hz.

Résistances 2 et 3 3900 Q
Résistances 9 et 10 1 MQ
Condensateurs 7 et 8 0,22 #F
Condensateur 5 , 2200 pF
Consommation 9 11 A
La consommation monte à 17 microampères pendant le démarrage de l'oscillation, ce qui confirme que la réaction dans l'amplificateur et le démarrage sont très bons, ce qui assure un auto-démarrage sûr de l'oscillateur.

Le même circuit avec des valeurs des éléments un peu différentes peut sans autre être utilisé pour entretenir l'oscillation d'un balancier oscillant à une fréquence de 5 Hz. Les valeurs des éléments sont alors les suivantes:
Résistances 2 et 3 560 Q
Résistances 9 et 10 0,47 MQ
Condensateurs 7 et 8 0,47 FF
Condensateur 5 0,22 FF
Consommation 9 CIA
Consommation maximum démarrage 35 I1A
La fig. 3 représente une forme d'exécution simplifiée, dans laquelle le couplage capacitif est remplacé par un simple couplage direct par les résistances 9 et 10, qui correspondent aux résistances 9 et 10 de la fig. 2. Le condensateur 5 est également supprimé.

On trouve que le circuit selon fig. 3 est également stable, mais il consomme un peu plus d'énergie, car la composante alternative doit passer par les résistances de couplage 9 et 10.

La fig. 4 représente une forme d'exécution encore plus simple, dans laquelle les résistances de contre-réaction 2 et 3 sont supprimées. Pour obtenir une stabilité de température suffisante, on a intérêt à utiliser dans ce circuit des éléments à coefficient de température approprié, par exemple des résistances 9 et 10 à coefficient de température positif.

Les circuits décrits ci-dessus sont caractérisés par une certaine symétrie, c'est-à-dire que les éléments de couplage et les résistances de contre-réaction sont les mêmes pour les deux
transistors. Il est cependant possible de prévoir des circuits
asymétriques avec des caractéristiques favorables. Comme
exemple, les éléments 2 et 7 peuvent être supprimés dans le
circuit selon la fig. 2. Les valeurs des autres éléments peuvent
être les suivantes:
Résistance 3 3900 Q
Résistance 9 1,2 mi
Résistance 10 4,7 MQ
Condensateur 5 2200 pF
Condensateur 8 0,22 #F
Consommation 10-10,5 #A
En outre, on a constaté que la stabilité des circuits décrits peut être améliorée en ajoutant une résistance entre la base et le circuit émetteur d'au moins un des transistors.

Cette résistance peut être reliée à l'émetteur ou respectivement à la borne positive ou négative de la source, selon le cas.

Comme mentionné ci-dessus, les circuits décrits ci-devant
peuvent être utilisés avec n'importe quel résonateur. En parti
culier, ces résonateurs purement électriques, par exemple le
circuit accordé 4, 5 selon fig. 1 et 2, peuvent être utilisés.

La protection revendiquée ne s'étend pas aux applications de l'amplificateur selon l'invention dans le domaine de la technique de la mesure du temps.

Claims

REVENDICATIONS

I. Amplificateur apériodique n'ayant que deux bornes, caractérisé en ce qu'il comporte une seule source de courant et deux transistors complémentaires montés en série entre les bornes de ladite source, le collecteur de chaque transistor étant branché à l'une des bornes d'une bobine (4) et la base de chaque transistor étant accouplée au moins au collecteur de l'autre transistor, de façon que la polarisation de la base de chaque transistor soit obtenue par couplage direct à une électrode de l'autre transistor.

Il. Utilisation de l'amplificateur selon la revendication I, caractérisée en ce qu'il est accouplé à un résonateur pour former un oscillateur.

SOUS-REVENDICATIONS 1. Amplificateur selon la revendication I, caractérisé par un couplage direct par résistances entre les collecteurs et les bases des transistors.

2. Amplificateur selon la revendication I, caractérisé par un couplage capacitif entre les collecteurs et les bases des transistors.

3. Amplificateur selon la revendication I, caractérisé par un couplage par des éléments parallèles RC entre les collecteurs et les bases des transistors.

4. Amplificateur selon la revendication I. caractérisé par une résistance de contre-réaction branchée entre l'émetteur d'au moins l'un des transistors et une des bornes de la source.

5. Amplificateur selon la sous-revendication 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que des résistances à coefficient de température positif ou négatif sont utilisées comme résistances de couplage ou de contre-réaction.

6. Amplificateur selon la sous-revendication 3, caractérisé en ce qu'une résistance est branchée entre la base et le circuit d'émetteur d'au moins un des transistors.

7. Amplificateur selon la revendication I, caractérisé par des couplages différents aux bases des deux transistors, par exemple au couplage direct par résistance et un couplage par éléments parallèles RC.

8. Utilisation selon la revendication Il, d'un amplificateur apériodique, caractérisée par un résonateur sinusoïdal.

9. Utilisation selon la revendication Il, caractérisée en ce qu'un condensateur est branché en parallèle avec la bobine.

10. Utilisation selon la revendication Il, caractérisée par un résonateur en forme de diapason accouplé à ladite bobine 11. Utilisation selon la revendication Il, caractérisée par un résonateur à quartz.

12. Utilisation selon la revendication Il, caractérisée par un résonateur électrique, par exemple un circuit oscillant.