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Submitted on 1 Jan 1964
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Un nouveau redresseur synchrone
Ingo Wilmanns
To cite this version:
173 A.
UN NOUVEAU REDRESSEUR SYNCHRONE
Par INGO
WILMANNS,
Institut
d’Optique,
Paris.Résumé. 2014 Les schémas utilisant les redresseurs
synchrones sont en général très compliqués. On décrit
un
montage comprenant deux transistors(n-p-n
et p-n-p) qui évite de prendre undépha-seur à l’entrée de référence et ne présente pas de dérive. Il est facile de réaliser des constantes de
temps
de plusieurs secondes. Abstract. 2014 Circuitsusing synchronous rectifiers are in general very complicated. This paper describes a circuit, consisting of two transistors
(n-p-n
and p-n-p) with single ended referenceinput
and no drift. It is easy to obtain time constants of several seconds.LE JOURNAL DE PHYSIQUE SUPPLEMENT AU ? 11.
PHYSIQUE APPLIQUÉE TOME 25, NOVEMBRE 1964, PAGE
Les
avantages
des redresseurssynchrones
sontnombreux. Ils
permettent
une amélioration durapport
signal
sur bruitlorsque
le bruit est unefonction
aléatoire,
ainsi que lasuppression
dessignaux
d’unefréquence
différentede
lafréquence
de référence. Ilspermettent
également
desup-primer
lesharmoniques
paires
de lafréquence
de référence et de diminuer lalargeur
de bande donnée par l’inverse de la constante detemps
d’intégration.
Le
principe
du redresseursynchrone
estsimple :
il
s’agit
d’uninterrupteur,
ouvertlorsque
lesignal
de référence estpositif
(ou
négatif),
et fermélorsque
lesignal
de référence estnégatif
(ou
positif).
Lesignal
de sortie estintégré
etmesuré.
Des redresseurs
synchrones
ont étédéjà
cons-truits en utilisant des relaismécaniques,
suivant leprincipe
que nous venonsd’indiquer.
Un desdésa-vantages
de cesystème
est la limitation de lavitesse
de vibrations. D’autres redresseurs syn-chrones sont construits avec deslampes
àvide,
cequi
nécessite unappareillage
supplémentaire,
.mais
un telmontage
a l’inconvénient deprésenter
enplus
des dérives. Il estégalement possible
d’utiliserdes diodes à vide ou à
semiconducteurs,
mais dans ce cas il est nécessaire d’avoir deuxsignaux
deréférence à 180° l’un de l’autre pour obtenir un
signal symétrique
parrapport
à la terre. Il existecependant
deux groupes de transistorscomplé-mentaires l’un de l’autre. Un de ces deux groupes,
les transistors n-p-n, ont les
polarités identiques
à celles des tubes à vide.Lorsqu’on applique
unpotentiel positif
à la base(équivalente
à lagrille
d’un tube à
vide),
l’intensité du courantqui
tra-verse le transistoraugmente.
Si celuiqui
passe parla base et l’émetteur est assez élevé
(1
mAenviron),
le transistor estsaturé,
cequi signifie
que la résis-tance entre l’émetteur et le collecteur devient trèspetite
(de
l’ordre de 1Q).
Si aucun courant nepasse par la
base,
ou si on luiapplique
unpotentiel
négatif,
le transistor est traversé seulement par un courant de l’ordre dequelques
micro-ampères,
tandis que la tension émetteur-collecteur est del’ordre de 10 volts. Dans ce cas, le transistor est
identique
à une résistance de l’ordre d’unMO.
Les mêmes remarques sont valables pour les
transistors p-n-p, à condition que les directions des
courants et les sens des
potentiels
soient inversés. Il résulte de ces considérations que les transistors. peuvent
être utilisés commeinterrupteurs.
Les transistors n-p-n secomportent
d’une manièreinverse. ’
-Il s’ensuit que les transistors p-n-p et n-p-n utilisés ensemble
permettront
de n’avoirqu’un
seulsignal
de référence. Lesignal
de référence devrait être de l’ordre degrandeur
de 2 volts pour uncourant de 1 mA. La tension du
signal
d’entréedoit être inférieure à la tension maximum que
peut
174 A
supporter
le transistor. La source fournissant lesignal
d’entrée doit être tellequ’elle puisse
êtrechargée
avec une résistance de 10 kQ.- La
figure
1 montre le circuitéquivalent
de redres-seursynchrone.
Lesdisjoncteurs
sont ouverts oufermés,
toujours
enphase
avec lesignal
deréfé-rence. La
figure
2représente
unsystème
complet
réalisé
d’après
ce schéma. Dans ce cas, l’imertie dugalvanomètre
sert comme filtrepasse-bas.
Lecir-cuit de la
figure
3contient,
enplus,
les filtresnécessaires pour
empêcher
toutes interactions avecdes
enregistreurs
ou des circuits de contrôle.Les transistors que nous avons utilisés sont des
modèles de commutation de faible
puissance
pourune
fréquence
moyenne. Il estpossible
d’utiliser ce circuitdepuis
desfréquences
très basses(quel-ques
Hertz)
jusqu’à
desfréquences
dequelques
MHz.FIG. 3. - Redresseur
synchrone. ’
Le signal est introduit entre les deux bornes
indiquées,
au centre du schéma.Appendice.
- Les transistors enalliage
deger-manium et les transistors
planar-épitaxiaux
ensili-cium
ont,
lorsqu’ils
sontsaturés,
une tension collecteur-émetteurqui
est bienplus
faible que latension base-émetteur. La résistance entre
collec-teur et émetteur est donc de l’ordre de
grandeur
de 1 fi.Lorsqu’on place
en série une résistancede 10 k03A9
(cf.
fig.
2),
la résistanceprécédente
de 1 Q estnégligeable.
Le calcul du courant continu se fait de la mêmefaçon
pour lesmontages
repré-sentés sur les
figures
2 et 3. Nousl’indiquerons
ici pour le schéma de lafigure
2 seulement. Soient :|Z|
-Impédance
de la source.Fcrête
== Valeur crête de la tension de la source en circuit ouvert.Re - Résistance en série avec les transistors.
RI - Résistance interne de l’instrument de
me-sure.
0,636
=2/03C0
=Composante
continue dans un courant redressé à double alternance.Iinstr = Courant continu dans l’instrument. On
peut
montrer facilement que :Ce travail a
bénéficié
d’une subvention de l’AirForce Office of Scientific
Research, OAR,
parl’intermédiaire de
European
Office ofAerospace
Research(OAR),
United States Air Force(Grant
AF-EOAR
