C4
LES CIRCUITS COUPLES
- C4.3
Les liaisons directes à transistors
- C4.3.1
Couplage en cascade
C4.3.2
Couplage par alternance EC - CC
C4.3.3
Couplage par alternance NPN-PNP
C4.3.4
Le montage Darlington
- C4.4
La paire différentielle
C4.5
Les générateurs de courant constant
C4.6
Les miroirs de courants
C4.7
Divers montages à amplificateurs opérationnels
- C4.7.1
Le montage intégrateur à ampli-OP
C4.7.2
Le montage différenciateur à ampli-OP
C4.7.3
Le montage redresseur
C4.7.4
Le montage comparateur
C4.7.5
Le montage détecteur de seuil
C4.7.6
Limites d'utilisation en commutation d'un montage à ampli
OP
C4.7.7
Le montage trigger de Schmitt (en Z)
C4.7.8
Le montage trigger de Schmitt (en S)
C4.7.9
Translations du point de basculement (en Z et en S)
C4.7.10
Montages générateurs de signaux
C4.7.11
Montages convertisseurs de signaux
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-


- C4.1
L'importance du couplage et de la contre réaction
- Les
circuits couplés dont il est question dans ces pages traitent
des petits signaux. De manière générale,
les traitements que doivent subir les signaux électroniques
sont toujours effectués avec des amplitudes faibles, de
l'ordre de quelques milliVolts à un ou deux Volts. Le
signal qui transite dans un appareil subit de fortes modifications
de l'entrée à la sortie. Ces modifications peuvent
être en amplitude, en fréquences, en phase, etc.
-
- Bien
sûr, un seul étage à transistor ne peut parvenir
à créer toutes ces déformations volontaires.
Ce pose donc le problème du passage du signal d'un étage
à l'autre: c'est le couplage. Comment transférer
le signal en tenant compte des tensions continues de polarisation
présentes ?
Les éléments de couplage auront un rôle prépondérant
sur les performances de l'ensemble de l'appareil. Ils sont même
souvent utilisés pour obtenir les spécifications
propres à l'ensemble du circuit.
Nous pouvons représenter le rôle des éléments
de couplage et de contre-réaction avec le schéma
électrotechnique ci-dessous. Ces éléments
sont représentés par une impédance variable.
La variation de ces impédances permet de modifier les
spécifications de l'ensemble du circuit. Par exemple,
la réponse en fréquence, la stabilisation si le
signal est trop important, etc.
A supposer que les spécifications
du premier montage amplificateur seul (ZE, AU, ZS) sont constantes quelque soit
la valeur des fréquences du signal d'entrée.
-
- Si
l'impédance Z du couplage ou de la contre-réaction
varie en fonction de la fréquence, le gain en tension
de l'ensemble du circuit variera de même.
-
- Il
faudra distinguer en premier lieu s'il s'agit de couplages avec
lesquels la composante continue est bloquée (couplage
AC) ou s'il s'agit de couplages où la composante continue
est transmise à l'étage suivant (couplage DC ou
liaison directe).
-
- En
résumé, le but de découvrir dans un circuit
quels sont les composants utilisés pour le couplage et
lesquels sont reliés en contre-réaction permet
d'entrevoir le comportement de l'ensemble du circuit et de ces
principales caractéristiques.
-
-
-
- Les
principaux types de couplage rencontrés dans la pratique
sont présentés ci-dessous avec leurs principales
spécifications. Les principes et calculs des circuits
de contre-réaction sont analysés et détaillés
dans l'annexe C4.
-
-


- C4.2
Les principaux circuits couplés à transistors
- C4.2.1
Couplage par condensateur
- Le
couplage par résistance-condensateur (RC) est la technique
la plus répandue pour transmettre le signal d'un étage
à l'autre. Bon marché car ne nécessitant
qu'un seul élément, cette technique permet l'amplification
des fréquences dès 10Hz. Nous la rencontrons souvent
dans les montages amplificateurs audio, dont les fréquences
vont de 20Hz à 20kHz.
-
Elle a pour principal défaut une
fréquence inférieure limite. Les condensateurs
de liaison et les condensateurs de découplage ont une
réactance capacitive XC qui varie
en fonction de la fréquence.
-
- Si
la fréquence augmente, XC diminue. De
ce fait, la valeur de XC ne devient
plus négligeable aux fréquences basses. Par conséquent,
le gain de l'ensemble du montage augmente avec la fréquence.
Les limites supérieures de fréquences sont dues
autant aux composants actifs qu'à la fiabilité
des condensateurs, mais elle peut atteindre quelques centaines
de MégaHertz.
-


- C4.2.2
Couplage par transformateur
- Ces
couplages étaient utilisés à la sortie des
amplis audio car ils facilitaient l'adaptation d'impédance
et donnaient à l'ensemble un rendement moyen. Ces montages
servent également dans les amplificateurs de signaux provenant
d'émissions hertziennes. Ils "travaillent" avec
des fréquences qui peuvent avoir des valeurs de 185 kHz
à 26 MHz (radio AM) ou de 48MHz à 250MHz (Télévision
VHF-BIII), ou encore 10,7 MHz (moyenne fréquence FM),
etc.
- Souvent,
les transformateurs font partie de circuits oscillants (CO) couplés.
Le rôle de ces CO couplés est d'éliminer
toutes les fréquences sauf la fréquence de résonance
et ses proches. En effet, un CO à une impédance
maximum (ou minimum) pour une fréquence particulière,
appelée fréquence d'oscillation ou fréquence
de résonance.
-
- Pour
le signal, le transistor à une "impédance"
collecteur RC ayant une valeur maximum à une certaine
fréquence f = fO. De plus,
l'adaptation facile des impédances permet un transfert
de puissance maximum, spécification importante pour les
petits signaux.


- C4.2.3
Couplage par filtre à ondes de surface
-
- Ces
filtres composés de cristaux de quartz présentent
une impédance variable en fonction de la fréquence.
Ils utilisent le phénomène de piézo-électricité
et sont très précis.
- Ils
peuvent posséder une courbe de réponse très
spécifique, pour un usage précis, comme en moyenne
fréquence TV.


- C4.3
Les liaisons directes à transistors
-
- Les
amplificateurs à couplage direct (DC) transmettent toutes
les fréquences depuis zéro. Les points de repos
(ICQ et UCEQ) de chaque transistor sont
interdépendants les uns avec les autres. Le couplage direct
transmet la variation de tension d'un étage au suivant
et le dernier étage sort la variation de tension amplifiée.
-
- L'inconvénient
majeur des couplages DC est la variation de UBE en fonction de la température.
Cette variation s'appelle dérive en température.
L'ennui c'est qu'on ne peut distinguer cette dérive d'une
pure variation du signal d'entrée.
-
- Il
est important lors de la recherche de panne, de vérifier
le type de couplages utilisés dans une partie d'un schéma
électronique. Parfois le couplage DC est nécessaire
et concerne une grande série de transistors, pouvant aller
jusqu'à 15 ou 20 transistors. Il suffit que un de ces
transistors soit défectueux pour modifier toutes les tensions
aux bornes de tous les autres transistors.


- C4.3.1
Couplage en cascade
Le
potentiel amené à la base du premier transistor
va donc directement déterminer le potentiel présent
au collecteur du deuxième transistor. Par exemple, une
tension d'entrée de +1,3V produit une tension de sortie
de+6V environ. Et une variation de 5mV à l'entrée
provoque une variation de sortie de 2V environ.
- Pour
que le point de repos de chaque transistor soit situé
au milieu de la droite de charge statique, une diode Zener et
une résistance peuvent décaler les points de repos.


- C4.3.2
Couplage par alternance EC - CC
- Le
deuxième transistor monté en CC assure la liaison
et abaisse l'impédance de sortie du premier transistor
(EC). Le premier transistor augmente l'amplitude du signal d'entrée
à la valeur choisie, et le deuxième augmente le
courant disponible à la sortie.
- De
ce fait, la puissance disponible du signal de sortie est plus
importante. Ce couplage est souvent utilisé en technique
intégrée.
-


- C4.3.3
Couplage par alternance NPN-PNP
- Les
trois transistors sont montés en émetteur commun
d'où un grand gain en tension.
- Ces
montages ont été utilisés pour des applications
à régulation automatique comme un réglage
automatique de volume d'enregistrement.
- C'est
un montage idéal pour lui appliquer de circuits de contre
réaction.


- C4.3.4
Le montage Darlington
- Les
deux collecteurs sont reliés ensemble. Le premier transistor
débite directement dans la base du deuxième (IE1 = IB2). Ce montage se comporte comme un transistor
unique à très fort gain en courant.

- L'impédance
d'entrée est augmentée et c'elle de sortie diminuée
par rapport à un transistor unique.
Les deux transistors du Darlington peuvent être dans un
même boîtier, ce qui diminue la taille du montage.
Darlington
Pseudo Darlington PNP.
-
- Le
montage de droite ci-dessus se comporte comme un transistor Darlington
PNP. Et il assure une très bonne complémentarité
avec le Darlington NPN.
-
-
-
- Exemple
de montage:
-
- A
supposer que le gain en courant du Darlington est de 750x environ,
nous pouvons alors estimer le grand gain en puissance obtenu
par le montage.
-
-
-
-
-
-


- C4.4
La paire différentielle
- Ce
montage est réalisé avec deux transistors dont
les émetteurs sont reliés ensemble. La résistance
d'émetteur RE est traversée
par les courants d'émetteurs des deux transistors.
- Idéalement,
ce montage est symétrique. Les transistors et les résistances
collecteurs sont identiques. Si les deux entrées possibles
sont à un même potentiel (V1 = V2), la tension
aux bornes des deux collecteurs vaut 0V (VC1 = VC2).
-
- Les
transistors fonctionnent en un système de balancier. Si
un transistor conduit plus, l'autre conduira moins (IC1 &hibar; ==> IC2 ­
). Il est intéressant de constater que nous pouvons alimenter
la paire différentielle par les deux bases des transistors
au moyen d'une tension Ue = V1 - V2 qui varie autour du 0 volt.
C'est le cas du montage à deux entrées et une sortie:
-
-
-
- En
AC, le gain de ce montage vaut
-
-
-
-
-
-
-
-
-
- Les
deux entrées d'un amplificateur opérationnel sont
réalisées avec un montage différentiel.
-
-
Si
le gain en tension doit être augmenté, il faut choisir
une plus grande valeur de RC, par exemple
par un miroir de courant.
De
même, si l'impédance d'entrée doit être
augmentée, il est possible de remplacer RE par un générateur de courant.
Nous parlons dans ce cas de charges actives.
-
-
-
-
- Par
définition, nous disons qu'un signal est de mode commun
si il attaque également les deux entrées. La plupart
des signaux parasites sont captés en mode commun. Chaque
base des transistors reçoit la même tension perturbatrice.
Ces signaux indésirés ne seront donc pas amplifiés
par la paire différentielle et il ne subsiste qu'une faible
tension de bruit à la sortie.


- C4.5
Les générateurs de courant constant
- En
fixant la tension UBE du transistor,
nous l'obligeons à fonctionner avec un courant de collecteur
constant IC = constant.
- Le
courant de base IB du transistor
est directement proportionnel à la tension UBE . Le courant de collecteur
IC dépend
du béta b du transistor
et du courant de base IB .
-
- Les
deux diodes D1 et D2 fixent le potentiel à
la base du transistor. En effet, le courant des diodes ID est bien plus grand que le
courant de base IB. Dans ce cas,
UR1 est fixe et
le potentiel de base VB est fixe également.
-
- Dans
le montage ci-dessous, c'est la diode Zener qui fixe le potentiel
à la base du transistor. En effet, le courant Zener IZ est bien plus grand que le
courant de base IB.
- Dans
ce cas également, UR1 est fixe et
le potentiel de base VB est fixe.
Comme URE = VB - UBE , la tension aux bornes de la résistance
RE est fixe.
Le courant d'émetteur IE par conséquent
est fixe lui aussi.
-
- Le
courant de sortie I ne dépendra pas de la valeur de la
résistance de charge qui serait connectée. Nous
avons bien obtenu un générateur de courant, sous-entendu
à courant constant.
-
- La
limite de fonctionnement du montage est située au début
de la saturation du TS, lorsque la tension UBC diminue et atteint 0V. A ce moment là,
la tension de sortie maximale UMAX vaudra UR1 (UMAX @
UR1).


- C4.6
Les miroirs de courants
- Les
transistors doivent être identiques et intégrés
dans le même boîtier.
-
- En
négligeant les courants de base des deux TS, on peut admettre
que tous les courants d'émetteurs et de collecteurs sont
identiques
-
IC1 @ IC2 @ IE1 @
IE2 @ I1 @
I2
- Le
montage à trois transistors améliore les spécifications
du montage de la page précédente. Il se rencontre
surtout dans les circuits intégrés.
-
-
IC1 @ IC2 @ IE1 @
IE2 @ I1 @
I2 @ IC3


- C4.7
Divers montages à amplificateurs opérationnels
-
- C4.7.1
Le montage intégrateur à ampli-OP
- Un
intégrateur se défini par un dispositif qui effectue
l'opération mathématique appelée intégration,
puisque sa tension de sortie est proportionnelle à l'intégrale
de sa tension d'entrée. Retenons que ce montage est utilisé
souvent pour obtenir une rampe de tension de sortie (une tension
qui croît ou décroît linéairement)
à partir d'une tension constante d'entrée.
-
- A
partir d'un montage amplificateur inverseur, on obtient le schéma
de principe d'un intégrateur en intercalant un condensateur
entre la sortie de l'ampli-OP et son entrée inverseuse.
- L'entrée
Ve typique d'un
intégrateur est une impulsion rectangulaire.
-
- La
tension Ve est constante
durant le temps T donc le courant dans la résistance R
est également constant est vaut IR = Ve / R. Presque tout ce courant passe dans
le condensateur et l'on peut admettre que IR @
IC @ I.
-
- Le
courant IC charge le
condensateur selon la loi fondamentale des condensateurs telle
que :
-
Q
= I × t
Q[C]
: quantité d'électricité emmagasinée
t [s] : durée de la quantité Q en mouvement
t
[s]
: constante de temps R × C du circuit
-
- Pour
exprimer la valeur de UC en fonction
de I, t, C; on doit encore faire quelques transformations de
formule:

- La
tension de sortie VS a la forme
d'une rampe négative. Cette rampe existe car la charge
Q du condensateur augmente linéairement avec la valeur
constante du courant IC, ce qui implique
que UC, donc VS, croît aussi linéairement.
-
- Cette
rampe est négative car nous sommes dans un montage amplificateur
inverseur.
- La
résistance montée en // avec le condensateur réduit
l'effet des décalages d'entrée aux basses fréquences
lorsque le condensateur se comporte comme un circuit ouvert.
Sans cette résistance qui doit valoir au moins 10 fois
la valeur de R, la sortie du montage risque de saturer rapidement.
-


- C4.7.2
Le montage différenciateur à ampli-OP
- Un
différenciateur se défini par un dispositif qui
effectue l'opération mathématique appelée
différenciation, puisque sa tension de sortie est proportionnelle
à la pente de sa tension d'entrée.
-
- Habituellement,
un différenciateur sert à détecter le flanc
avant et le flanc arrière d'une impulsion rectangulaire
ou à produire une sortie rectangulaire à partir
d'une entrée en rampe.
-
- Schéma
:



-
- A
partir d'un montage amplificateur inverseur, on obtient un différentiateur
en intercalant un condensateur entre l'entrée du montage
et l'entrée inverseuse de l'ampli-OP.
- Nous
savons qu'il y a un courant dans un condensateur uniquement lorsque
la tension varie à ses bornes.
- a)
si l'entrée Ve d'un différenciateur
est une impulsion rectangulaire, un courant IC circulera dans le condensateur seulement
lors de la transition "flanc positif" de la valeur
du signal d'entrée Ve de 0 V à +V et lors de la transition
"flanc négatif" du signal d'entrée de
V+ à 0V.
-
- Ce
courant IC est égal
au courant IR traversant
la résistance R, par conséquent la tension VS qui est identique à
UR vaudra : VS = - IR . R pendant un instant très court
correspondant à la durée des transitions. En dehors
des instants de transition VS = 0 car le
signal d'entrée Ve ne varie pas.
- b)
si l'entrée Ve d'un différenciateur
est une rampe, un courant IC circulera
dans le condensateur seulement durant la durée T de la
rampe et la tension de sortie VS vaudra :
Allures de la tension de sortie Vs :
- a)
La tension de sortie Vs présente des pointes étroites
si la constante de temps t
= R × C
est plus petite ou égale au dixième de la largeur
d'impulsion T.
- b)
La tension de sortie VS est une impulsion
rectangulaire négative.
-
-
- La
résistance montée en série avec le condensateur
réduit la tendance du montage à osciller. La valeur
de cette résistance est comprise entre 0,01 R et 0,1 R.
Cette résistance limite l'amplification en tension en
boucle fermée aux fréquences élevées,
là où le problème des oscillations surgit.
-
-
-


- C4.7.3
Le montage redresseur
- Un
circuit non-linéaire se défini par un dispositif
dans lequel la forme du signal de sortie est différente
de celle du signal d'entrée. Comme pour les circuits intégrateur
et différenciateur, c'est le cas du circuits actif donnés
en exemple ci-dessous. De plus, le circuit redresseur contient
une diode qui elle aussi un composant facilement appelé
composant non-linéaire.
-
- a)
Circuits actifs à diode (redresseur à une alternance)
Nous obtenons un redresseur actif demi-onde en intercalant une
diode sur la sortie d'un montage non-inverseur.


- Fonction
de transfert :
-
- Nous
remarquons sur la fonction de transfert VS = f (V1) représentée
ci-contre que la tension de sortie VS est nulle lorsque le signal d'entrée
V1 est négatif
(la diode est bloquée) et que VS est égale à V1 lorsque la diode conduit,
donc pour des valeurs de V1 positives.
-
-
- Propriétés
du montage redresseur actif à diode :
- La
résistance d'entrée du montage est quasi infinie,
par conséquent, il ne charge pas la sortie de l'étage
qui le précède.
-
- La
résistance de sortie du montage est grande à cause
de la contre-réaction de tension appliquée à
l'ampli-OP.
-
- Le
gain élevé de l'ampli-OP élimine pratiquement
l'effet de la tension de seuil de la diode.
-
- Le
redressement des signaux de bas niveaux (dont la tension est
inférieure à la tension de seuil d'une diode) est
possible.
-
- Le
montage se comporte comme un redresseur idéal (sans seuil).
-


- C4.7.4
Le montage comparateur
- Un
comparateur se défini par un dispositif qui permet de
comparer deux tensions et d'indiquer laquelle est la plus grande
et réciproquement la plus petite.
-
- Le
schéma de principe d'un comparateur est:
- La
façon la plus simple de construire un comparateur est
de connecter un ampli-OP sans résistance de réaction
et avec l'entrée inverseuse reliée à la
masse.
-
-
- Fonction
de transfert :
-
- Nous
remarquons dans la fonction de transfert VS = f (V1) représentée
ci-dessous, que la tension de sortie VS vaut +VSAT lorsque le signal d'entrée V1 est positif et vaut -VSAT lorsque V1 est négatif.
-
- La
transition est presque verticale entre ces deux états.
-
-
-
-
- Propriétés
du montage comparateur :
La résistance d'entrée du montage est presque infinie
et la résistance de sortie du montage est petite.
-
- L'amplification
en tension en boucle ouverte AUBO qui est très
grande(~100'000) rend ce montage instable. En effet, une tension
V1 de très
faible valeur à l'entrée du montage fait basculer
immédiatement la tension de sortie VS en saturation positive ou négative.
-
- Les
valeurs de la tension de sortie peuvent être interprétées
comme deux états logiques (1 - 0 ou oui-non etc.)
-
- Le
montage se comporte comme un détecteur de passage à
zéro de la tension d'entrée. Pour un ampli-OP.
du type 741 alimenté en +/-
15V, la tension V1 nécessaire
pour faire basculer sa sortie peut valoir quelques milliVolts.
Cette tension est appelée tension de décalage.
-
- Il
est souvent utile de comparer des tensions différentes
de zéro dans les circuits électroniques et c'est
pour cela que nous rencontrons beaucoup de circuits comparateurs
différents. Pour chacun de ces circuits, il faudra en
premier lieu s'assurer de reconnaître l'utilité
du montage en question, et de retenir les principales définitions.
-
-


- C4.7.5
Le montage détecteur de seuil
- Le
détecteur de seuil se défini par un dispositif
qui compare deux potentiels électriques et donne à
la sortie une indication lorsqu'un des potentiels dépasse
l'autre.
-
- Du
fait qu'il est possible de choisir une des valeurs comme potentiel
de référence, il est donc possible de choisir pour
quelle tension d'entrée V1 le montage bascule, c'est à dire
que la tension de sortie VS varie brusquement.
-
- Schéma:
-
- Point
de basculement :
- Nous choisissons la valeur du point de
basculement du comparateur en appliquant la tension désirée,
appelé référence* Vréf sur l'entrée inverseuse
de l'ampli-OP.
-
- La
valeur de la tension Vréf se calcule facilement en appliquant
la règle du diviseur de tension.
-
Fonction de transfert :
- Nous
remarquons sur la fonction de transfert VS = f (V1) , que le
point de basculement n'est plus situé à l'intersection
des axes mais qu'il s'est déplacé à la valeur
Vréf choisie.
-
-
-
- Propriétés
du montage comparateur :
- La
résistance d'entrée du montage est presque infinie.
- La
résistance de sortie du montage est petite.
-
- Lorsque
V1 est inférieure
à Vréf la sortie
VS passe en saturation
négative et inversement lorsque V1 est supérieure à Vréf la sortie
passe en saturation positive.
-
- Le
montage se comporte comme un détecteur, réglable,
du niveau de l'amplitude du signal d'entrée.
- * Vréf est appelé tension
de référence ou tension de seuil ou encore tension
de basculement suivant la littérature consultée.
RETOUR
TEXTE
-
-


- C4.7.6
Limites d'utilisation en commutation d'un montage à ampli
OP
- Une
donnée caractéristique des amplis-OP est la vitesse
nécessaire pour passer de +VSAT à -VSAT , qui dépend du type de l'ampli-OP
utilisé.
-
- Si
on désire avoir une très grande vitesse de commutation,
on choisira un ampli-OP conçu spécialement pour
fonctionner en comparateur, comme le LM311, le LM399, le LM339
ou le NE529 qui commutent tous en environ 1ms. Alors que le 741, dans les mêmes
conditions, a besoin de 50ms.
-
- La
vitesse de commutation est liée au "slew rate"
de l'ampli-OP.
-
- Le
LM311, le LM399, le LM339 et le NE529 sont des comparateurs intégrés,
leur sortie est un transistor à collecteur ouvert; on
doit relier une résistance de rappel sur la borne de sortie
de ces amplis OP.
-
- Les
comparateurs intégrés ne peuvent pas être
utilisés pour réaliser des montages amplificateurs
linéaires.
-
-


- C4.7.7
Le montage trigger de Schmitt (en Z)
- La
bascule de Schmitt se défini par un dispositif comparateur
qui permet de régler les deux points de basculement de
la tension de sortie.
-
- Les
deux points de basculement sont deux tensions de référence
qu'il est possible de rencontrer. Suivant le montage réalisé,
plus précisément la manière dont est réalisée
la réaction positive, nous parlons de caractéristique
en Z ou de caractéristique en S.
-
- Nous
obtenons une bascule de Schmitt à caractéristique
en Z en réinjectant sur l'entrée positive de l'ampli-OP
une partie V'S de la tension de sortie VS avec un diviseur de tension formé
des résistances R1 et R2.
-
Dans le premier cas, si la tension de
sortie est saturée positivement, une tension V'S positive est réinjectée
à l'entrée non-inverseuse, cette entrée
positive maintient la sortie au niveau haut.
-
- Alors
la sortie VS reste au niveau
haut tant que la valeur de V1 est inférieure
à la valeur de V'S positive qui
correspond au point supérieur de basculement, abrégé
PSB.
-
- Dans
le deuxième cas, si la tension de sortie est saturée
négativement, une tension V'S négative est réinjectée
à l'entrée non-inverseuse, cette entrée
négative maintient la sortie au niveau bas.
Alors,
la sortie VS reste au niveau
bas tant que la valeur de V1 est supérieure
à la valeur de V'S négative
qui correspond au point inférieur de basculement, abrégé
PIB.
-
- Les
valeurs PSB et PIB du comparateur de Schmitt en Z s'obtiennent
en appliquant la règle du diviseur de tension :
-
- Fonction
de transfert :
-
-
- Propriétés
du montage en Z :
- La
résistance d'entrée du montage est presque infinie
et la résistance de sortie du montage est petite.
-
- La
différence entre les deux points de basculement se nomme
l'hystérésis. Nous pouvons augmenter ou diminuer
la valeur de l'hystérésis en agissant sur la valeur
de R1 et de R2.
-
- La
fonction de mémorisation introduite par l'hystérésis
empêche le bruit superposé aux signaux d'entrée
de faire basculer la sortie inopinément.
-
- Le
montage se comporte comme un discriminateur d'amplitude et permet
la mise en forme de signaux.
-
-


- C4.7.8
Le montage trigger de Schmitt (en S)
- Nous
obtenons une bascule de Schmitt à caractéristique
en S en réinjectant sur l'entrée positive de l'ampli-OP
une tension UR2 à travers
la résistance R2. L'entrée
négative est reliée directement à la masse.
Si la tension de sortie est saturée
négativement, alors la tension réinjectée
sur l'entrée non-inverseuse est négative.
-
- Cette
tension négative maintient la sortie au niveau bas jusqu'à
ce que la tension d'entrée V1 devienne suffisamment positive pour
rendre la tension d'erreur Ue légèrement positive. Alors
la sortie VS passe en saturation
positive.
-
- Pour
changer le niveau de sortie, la tension d'entrée V1 doit devenir suffisamment
négative pour rendre la tension d'erreur légèrement
négative. Alors la sortie passe au niveau négatif.
-
- Les
valeurs des points de basculement du comparateur de Schmitt en
S, s'obtiennent en égalant la valeur des courants dans
les résistances et en remplaçant VS par +VSAT ou -VSAT
:
-
-
-
- Fonction
de transfert :
-
-
- Propriétés
du montage en S :
- La
résistance d'entrée du montage est égale
à la résistance R1. La résistance
de sortie du montage est grande.
- La
différence entre les deux points de basculement se nomme
l'hystérésis. On peut augmenter ou diminuer la
valeur de l'hystérésis en agissant sur la valeur
de R1 et de R2.
- Le
montage se comporte comme un discriminateur d'amplitude et permet
la mise en forme de signaux.
-
- La
fonction de mémorisation introduite par l'hystérésis
empêche le bruit superposé aux signaux d'entrée
de faire basculer la sortie inopinément.
-
-
-


- C4.7.9
Translations du point de basculement
-
(en Z et en S)
-
- La bascule de Schmitt en Z
-
- Nous
pouvons translater les points de basculements en connectant une
résistance supplémentaire R3 entre l'entrée non-inverseuse
et l'une des alimentations. (V+ ou V-)
- Ainsi,
le centre de la boucle d'hystérésis se déplacera
à droite si nous choisissons V+, et à gauche avec
V-. La valeur du déplacement Vcen vaut:
-
Vcen=Valim (R1 / R1+R2) et Valim= V+ ou V-
Les valeurs des points de basculement sont disposées symétriquement
par rapport à la valeur centrale que nous pouvons lire
sur le graphique de la fonction de transfert.


- La
valeur des points de basculement PSB et PIB ne doit pas être
plus grande que les tensions de saturation +VSAT et -VSAT.
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- La bascule de Schmitt en S
- Nous
pouvons translater les points de basculement en appliquant une
tension de référence à l'entrée inverseuse.
- La
valeur de la tension de référence Vréf est choisie
par le diviseur de tension formé des résistances
R3 et R4. Ce diviseur de tension est
alimenté par l'une des alimentations (V+ ou V-).
Vréf = Valim (R4 / R3+R4)
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- Ainsi,
le centre de la boucle d'hystérésis se déplacera
à droite si nous choisissons V+ et à gauche avec
V-. La valeur du déplacement Vcen vaut :
Vcen = Vréf (1 + R1/R2)
-
- Les
valeurs des points de basculement sont disposées symétriquement
par rapport à la valeur centrale que nous pouvons lire
sur le graphique de la fonction de transfert.



- La
valeur des points de basculement PSB et PIB ne doit pas être
plus grande que les tensions de saturation +VSAT et -VSAT .


- C4.7.10
Montages générateurs de signaux
- EN
CONSTRUCTION


- C4.7.11
Montages convertisseurs de signaux
- EN
CONSTRUCTION
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