Montage Comparateur Simple

May 15, 2024, 7:43 pm
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. Montage comparateur le plus simple possible. R1/R1+R2 Si Vs = -Vsat alors Vseuil = -Vs. R1/R1+R2 Résumons cela par des graphiques Vs=f(Ve). 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.
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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. Montage comparateur simple. Heureusement, il existe pour ça des composants spécifiques, ce sont tous simplement des 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.

Montage Comparateur Simple 2

En effet, contrairement à un AOP, le comparateur ne fourni pas de puissance en sortie. Voici le schéma du comparateur LM311. On remarque qu'il possède un transistor en sortie. C'est ce transistor qui vous permettra de choisir les tensions de bascule. Ainsi, pour avoir une sortie qui vaille soit Vee, soit Vcc, il faut brancher l'émetteur (EMIT OUT) à Vee et relier le collecteur (COL OUT) à Vcc au travers d'une résistance (dit résistance de pull-up). Réalisez un comparateur - Concevez vos premiers circuits combinatoires - OpenClassrooms. La sortie du comparateur se fait au niveau de la sortie collecteur. On a donc le montage suivant. R1 fait office de résistance de pull-up afin d'imposer un état haut à Vcc. Néanmoins, avec ce montage là, l'impédance de sortie n'est pas nul comme avec un AOP, elle vaut la valeur de la résistance R1. Si vous voulez une impédance de sortie très petite, il vous faudra rajouter un transistor comme dans le schéma ci-dessous: Ici, on retrouve notre résistance de pull-up, mais celle-ci va venir driver le transistor. Lorsque l'état est haut, le transistor est passant et la sortie est aussi à l'état haut (Vcc), avec une faible impédance de sortie.

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Le principal interêt de ce montage réside dans la disparation du phénomène de multi-basculement du comparateur simple autour du seuil. Si le signal d'entrée franchit un seuil, ce dernier bascule directement à son opposé, et de fait, même si l'entrée est bruitée, elle ne fait plus basculer l'AOP. Le symbole d'un trigger de schmitt est le suivant: Retour à la liste des circuits à AOP

Lorsque l'état est bas, alors le transistor est bloqué, le courant passe à travers la diode et la sortie est donc à l'état bas (Vee). Pour illustrer mes dires, voici une petite comparaison entre un comparateur et deux AOP en mode non-linéaire. Le comparateur est un LM311, branché en émetteur commun (émetteur de sortie à Vee plus une résistance de pull-up sur la sortie collecteur). Les deux ampli-op sont un TL081, qui possède un slew-rate plutôt correct (13V/µs), et un LM318 qui lui est environ quatre fois plus rapide. Vcc et Vee sont les tensions d'alimentations (respectivement 12V et -12V). Un sinus à 100kHz est comparé à une référence à 0V. Les AOP et le comparateur sont donc censés basculer en buté positive lorsque le sinus est inférieur à 0V, et en buté négative lorsque le sinus est positif. Montage comparateur simple du. Ici, on constate en effet les problèmes. On n'est qu'à 100kHz, mais avec les deux AOP, le temps de bascule est non négligeable. Pire, avec le TL081, il y a un délai entre le passage à 0V du sinus et le basculement de la sortie.