Afin d'assimiler correctement ce montage, je vous invite à étudier le comparateur simple en premier lieu. Le trigger de schmitt fait appel à une boucle de réaction sur l'entrée non-inverseuse, il fonctionne donc en mode saturé, et non en mode liné tension de sortie Vs ne peut qu'être
égale à +Vsat ou -Vsat. Observons la séquence de fonctionnement:
Explications: pour que l'AOP bascule, il faut, soit que V- soit supérieur à V+ et alors Vs = -Vsat, soit inférieur et alors Vs = +Vsat. V+ constitue donc le seuil de notre comparateur, mais du fait
que ce dernier est du à la boucle de réaction, il varie en fonction de Vs. Si Vs = +Vsat alors Vseuil = Vs. R1/R1+R2
Si Vs = -Vsat alors Vseuil = -Vs. R1/R1+R2
Résumons cela par des graphiques Vs=f(Ve). Montage comparateur simple machines. Première évolution croissante de Ve avec seuil positif:
Décroissance de Ve, le seuil étant maintenant -Vseuil:
Si l'on assemble ces deux courbes, on obtient un phénomène dit d'hystérésis qui caractérise le principe fondamental de ce montage. Les points de basculement diffèrent selon le sens d'évolution de Ve:
Ce trigger est dit inverseur car le signal d'entrée est appliqué à l'entrée inverseuse de l'AOP, ce qui fait basculer ce dernier à -Vsat lorsque l'on dépasse le seuil positif, et à +Vsat lorsque l'on passe en dessous du seuil négatif.
Montage Comparateur Simple
On dit alors que l'AOP travaille en mode linéaire. Petit exemple tout simple, l'AOP monté en mode suiveur. Ici, on a un signal qui arrive sur l'entrée non-inverseuse. L'entrée inverseuse est directement relié à la sortie par un fil. Imaginons que la sortie soit initialement en buté positive. Dans ce cas-là, la tension sur l'entrée inverseuse (e-) est plus importante que celle sur l'entrée non-inverseuse (e+). L'AOP bascule alors en butée négative. Alors, la tension en e- est maintenant inférieure à celle en e+, la sortie rebascule dans l'autre sens, et ainsi de suite. Seulement, on vient de voir qu'un AOP possède une compensation fréquentielle, ce qui fait qu'en réalité, la tension en sortie va se stabiliser et se synchroniser sur la tension sur la borne inverseuse. La sortie va donc recopier la tension sur la borne non-inverseuse. Montage comparateur simple et rapide. C'est ce qu'on appelle un montage suiveur. Bien entendu, il existe plein de montage en mode linéaire, certains se comporte comme des suiveurs, d'autres, comme des amplificateurs, des intégrateurs, dérivateurs, ampli logarithmique, sommateurs, etc.
Montage Comparateur Simple Photo
On n'a pas besoin de contre-réaction, vu
le fort gain de l'AOP: la sortie va toute seule saturer vers la tension
de sortie maximale ou minimale selon le cas. De plus, cette saturation a une autre conséquence: on n'a pas vraiment besoin d'un amplificateur opérationnel, les
fabricants proposent des comparateurs, qui suffisent. Ces derniers
sont en quelque sorte des amplificateurs opérationnels à
gain peu soigné. 2. 2. Montage comparateur simple. Principe d'une comparaison, problème
Soit un signal U i (t) évoluant
dans le temps, que l'on désire comparer à une tension de
référence U S:
On a pour un montage de base:
Caractéristique de transfert:
* L'absence de réaction permet à
l'amplificateur de saturer, ce qui est exactement ce qu'on désire. * Remarquons encore que si le signal est périodique,
on a extrait l'information concernant sa fréquence, au détriment
de celle de son amplitude. Problème posé par ce montage
En fait, le signal d'entrée du comparateur
est toujours entaché de bruit et si on n'en tient pas compte dans
un montage plus sophistiqué, on aboutit au résultat suivant:
Le circuit manque d'immunité au bruit,
et cela cause un résultat qui réduit la qualité de
l'information de fréquence contenue dans le signal de sortie.
Montage Comparateur Simple Machines
Si vous êtes intéressés par ces montages, je vous conseille de faire une petite recherche sur Google, il y a plein de site à ce sujet (par exemple: Wikipédia)
Pour en finir avec les AOP en mode linéaire, voici quelques règles qui permettent de calculer la tension de sortie en fonction des tensions d'entrée (en mode linéaire uniquement! ) Règle 1: Il n'y a pas de courant qui entre dans l'AOP
Règle 2: La différence de tension entre les deux entrées tend vers zéro (e+ = e-)
Avec ces deux règles là, il vous suffit bien souvent d'appliquer le théorème de Millman sur l'entrée inverseuse (e-), (en posant e- = e+), afin de trouver la sortie en fonction des entrées. On a donc vu précédemment que l'on ne peut pas utiliser d'AOP pour comparer deux signaux. Heureusement, il existe pour ça des composants spécifiques, ce sont tous simplement des comparateurs. Montages comparateurs. Contrairement à un AOP, un comparateur ne peut pas travailler en mode linéaire, mais uniquement en non-linéaire. Les avantages d'un comparateur sont:
Un temps de bascule fixe (souvent quelques nanosecondes)
Des tensions de sorties qui ne dépendent pas des tensions d'alimentation
Pas de compensation en fréquence, donc plus de problèmes lors d'une comparaison
Le seul inconvénient, c'est que l'on doit rajouter quelques composants (bien souvent une simple résistance de pull-up suffit) pour avoir une sortie exploitable.
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