AOP inverseur et masse virtuelle ?

[Pjbox]

bonsoir je reviens poser une question d'aop car j'ai été subitement frappé d’intérêt pour l'analogique , alors que je détestais ça pendant mon DUT , ca me donne l'impression de revivre un peu l'histoire de l’électronique ^^

dans mon dernier poste , DAUDET87 ma dit que l'on peu très souvent se passer de l'alimentation symétrique des aop , alors je suis retourné voir mes cours de 1er année pour me dérouiller un peu les méninges et du coup je me suis souvenu du truc important !! ( enfin je crois ) LA MASSE VIRTUELLE !!

du coup j'ai décidé de me poser une problématique simple :

si j'ai une batterie de 12 V et que je veux construire une aop inverseur donc avoir sur mon bornier de sortie par exemple une tension négative
je dois me démerder pour l'alimenter en +6 V -6V je crois que j'ai réussi en utilisant un pont diviseur comme Masse virtuelle ?

du coup on est bien d'accord que mon entrée d'aop et ma sortie doivent être référencées par rapport a cette fameuse masse virtuelle ? c'est juste ?

j'ai fait un petit schéma , quand pensez vous ?

merci
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[sandrecarpe]

Salut,
Heu non, en fait faut plutôt voir la masse virtuelle (ton pont diviseur sur l'entrée NI) comme un moyen de rajouter un offset pour pas que ton signal se balade dans le négatif. Mais ça ne change pas la masse de ton circuit

[DAUDET78]

Oui, c'est bon ....... sauf !
-Sauf que ton signal d'entrée est probablement référencé au 0V de la batterie
-Sauf que ton signal de sortie est probablement référencé au 0V de la batterie

Donc ce genre de montage demande des précautions d'utilisation. Par contre si la composante continue n'est pas utile (cas de l'amplification d'un signal audio par exemple), les liaisons en entrée et en sortie passent par des condensateurs de liaison. Plus aucun problème.

[Pjbox]

donc au final c'est tout l'inverse de se que je voulais faire...comment un inverseur peu marcher si on ne peux pas avoir de sortie négative ??... je suis dépité..

[A voir en vidéo sur Futura]

[Pjbox]

ah j'avais pas vu la réponse de DAUDET87 ,

-Sauf que ton signal d'entrée est probablement référencé au 0V de la batterie
-Sauf que ton signal de sortie est probablement référencé au 0V de la batterie

Donc ce genre de montage demande des précautions d'utilisation

qu'entends tu par précaution ? je ne comprends pas trop ?

[sandrecarpe]

Avec le pont sur l'entrée NI, tu rajoutes une composante continue à ton signal.
Tu a alors V₊ = V_pont + v_E

Si v_E varie entre -1 et +1V, et que V_pont = 3 V
Alors V₊ variera entre 3-1 V et 3+1 V

Si ton montage à un gain de -2, en sortie, ton signal variera entre -2(3-1) V et -2(3+1) V
Tu vois le truc ?

[Pjbox]

alors oui mais non , parce que ma sortie est également référencé par rapport au pont ?

quelqu'un pour tranché ?

[sandrecarpe]

Ah y a un problème sur tout ce que j'ai dis !
Je pensais que c'était un ampli non inverseur !
Si t'as toujours pas compris d'ici demain soir, je te ferai une démo

[Pjbox]

Tu a alors V+ = Vpont + vE

en fait ici deja c'est faux ve est sur v- je suis en inverseur mais np

[Pjbox]

ah parfait nan c'est bon on est d'accord donc je suis bien en masse virtuelle , c'est juste des precisions sur

les "precautions" dont DAUDET87 parlait qu'il me manque

[DAUDET78]

qu'entends tu par précaution ?

Prend, au zazard, un exemple pratique pour illustrer les précautions et les dangers;
J'ai une résistance de mesure de 0,1 ohm qui est parcouru par un courant alternatif de 1A crête .
J'ai donc une tension max à ses bornes de +-100mV . Je veux l'amplifier avec un gain de 10 . Donc avoir une tension en sortie de +-1V . Je fais comment ?

[Pjbox]

Ah oui c'est évident mtn....Si je connecte la masse au 6 V de pont ça va fumer....Du coup c'est quoi l'astuce ?

[DAUDET78]

..Du coup c'est quoi l'astuce ?

C'est à toi de me dire comment faire ! Tu sais, je suis vraiment un newbie en électronique !

[Pjbox]

Yen a pas ?? :0

Je dois référencé toute les mesures par rapport à mon pont ?
Si c'est le cas c'est pas si cool que ça les masses virtuel ...


PS : si tu es newbie alors je me demande quel mot le définie

[DAUDET78]

J'ai trouvé une combine géniale !



A ton avis, ça marche ?

PS : y a un R2 flottant en haut, à gauche ..... ne pas en tenir compte !

[sandrecarpe]

 Cliquez pour afficher

Pont diviseur
.
.
.
régime linéaire : V₊ - V_- = 0

[Pjbox]

J'ai foi en toi donc j'imagine que ça marche , et j'en conclue que seul la sortie doit être référencé à la masse virtuel , pas l'entrée ?
Merci pour ton côté pédagogue , c'est top

[DAUDET78]

Je suis peut être pédagogue , mai nul en électronique !
Comme dit sandrecarpe Vin+= Vin-
Supposons que I=0 Il y a donc un courant de 6/10K dans la 10K
Or ce courant traverse la 100K . La tension à ses bornes est donc de 6*100K/10K=60V
La tension en sortie de l'ampliOP est de 6+60=66V !!!!!!!!!!
Alimenté en 12V, c'est impossible. L'ampliOP est en butée haute (environ 11V)

Mais entre temps, j'ai eu une autre idée :


Ca marche cette fois ci ? tu vas pas encore le critiquer mon montage ?

[Pjbox]

Bon je suis largué...La je vais y réfléchir un peu , ça veux dire que si j'ai un signal continu il ira pas plus loin que C1 :/
Bonne nuit et merci
À plus tard

[DAUDET78]

Comme il y a un condensateur, pour I=0, il n'y a pas de courant dans R1, pas de courant dans R4 et comme Vin+= Vin- , la tension de sortie est de 6V DC.

Si il y a un courant alternatif Icrête=1A , la tension en entrée est de +-100mV et la tension de sortie -+1V superposée à la tension de repos 6V DC. Donc la sortie évolue entre 5V et 7V . Donc ça marche pas trop mal !

Cependant, C1 et R1 forme un filtre passe-haut . Donc, si le courant I a une fréquence très basse, disons 0,05 Hz, il n'y a plus grand chose en sortie !

Moralité : Une masse virtuelle, c'est bien quand on ne doit pas passer la composante continue car on a quasiment obligatoirement un filtre passe-haut

[DAUDET78]

Et pourtant le schéma en #15 pouvait marcher !

Prenons un cas concret . Le signal à amplifier est le même, par contre :
- Pour I=0 , la tension de sortie est de +2,5V
- Pour I=+1A , la tension de sortie est de +1,5V
- Pour I=-1A , la tension de sortie est de +3,5V
Ceci permet de rentrer directement le signal de sortie dans l'entrée ADC d'un µC alimenté en 0/5V

La combine consiste à ajuster le potentiel de la terre virtuelle avec , non plus la valeur Valim/2, mais la valeur de 0,222727V .
PS :

• Evidemment, le TL081 ne fonctionne plus dans ces conditions , mais un bon vieux LM324 convient . Mieux, un ampliOP genre TLV24xx
• La tension de 0,222727V doit être stable. Si on veut tester rapidement, on peut jouer sur la valeur de R3. Par contre, pour un montage définitif, il faut utiliser un circuit intégré référence de tension

[sandrecarpe]

Et ça ?

[DAUDET78]

Je suppose que ton ampliOP est alimenté en 0/Vcc ?
Ca marche pas pour deux raisons :
- si ton courant est négatif (-1A par exemple) tu as, avec un shunt de 0,1 ohm, une tension négative de -100mV sur Vin+. Hors un ampliOP ne peux pas travailler , dans 99,99% des cas avec une tension d'entrée qui n'est pas comprise entre ses tensions d'alimentation (voir la tension de mode commun d'entrée sur la datasheet)
- si ton courant est nul, tu as In+ qui est à 0V . Hors Vin+ est égale à Vin- . Donc l'ampliOP va tenter de sortir une tension négative pour annuler Vin-. Ce qui lui est impossible car il est alimenté par une tension positive uniquement !

[Pjbox]

Ah , oui on est d'accord le condo bloque la composante continue donc admettons , je dois faire passer une composante continue , je dois donc opter pour une "vrai" alim symétrique ? un inverseur a 555 par exemple ?

je te remercie a nouveau pour tes réponses c'est très enrichissant

[DAUDET78]

je dois faire passer une composante continue ,

Faut toujours partir d'un cas réel . Par exemple ma réponse #21 laisse passer la composante continue vers l'ADC d'un µC .
- Tu prends un signal précis venant d'un capteur
- Tu dois obtenir son image amplifiée pour entrer sur quelque chose de précis
Et après, on négocie !

[Pjbox]

Valim/2, mais la valeur de 0,222727V .

d'ou viens cette valeur ? que je puisse suivre le raisonnement

quest qu'il a de plus le petit 324 ? ( a part des aop supplémentaire )

[DAUDET78]

d'ou viens cette valeur ? que je puisse suivre le raisonnement

Je te laisse calculer pourquoi !
Sachant que pour 0V en entrée , la sortie de l'ampliOP doit être à 2,5V

quest qu'il a de plus le petit 324 ? ( a part des aop supplémentaire )

la tension de mode commun en entrée qui accepte la tension de rail négatif pour Vin pour le LM324 et environ +2V pour le TL081 ( pour info, on travaille avec Vin+=0,222727V)