comparateur à hystérésis

[LTHOMAS]

bojour, comment calculer les résistances pour faire un comparateur à hystérésis fonctionnant ainsi :
- Lorsque la tension d'entrée (qui augmente) arrive à 6.80V, La sortie bascule à V+
- Lorsque la tension d'entrée arrive à 7.10V, la sortie bascule à 0V
merci

[gienas]

Bonjour LTHOMAS et tout le groupe

Es-tu bien sûr de la cohérence de ton cahier des charges?

De 0 à 6,8V, je suis à l'état bas, puisque je vais passer à 1.
De 6,8V à 7,1 je suis à 1.
Que dois-je faire à 7,1V? (je n'ai guère de choix )
Comment concilier avec le début?


Quand dois-je repasser à 0?

Pour compléter correctement un cahier des charges, ils faut connaître les alimentations disponibles pour choisir la technologie utilisable.

[LTHOMAS]

effectivement, ce n'est pas tout à fait claire...

Au début, la tension est à 0V puis elle augmente doucement, l'ampli op est à 1...Lorsqu'elle atteint 6.80V, l'ampli op doit rester à 1, la tension augmente encore jusqu'à 7.10V : l'ampli op passe à 0V. Là la tension cesse d'augmenter : elle diminue doucement. Arrivée à 6.80V, l'ampli doit passer à 1, puis la tension augmente à nouveau, à 7.10V, l'ampli passe à 0V, La tension diminue, à 6.80V l'ampli passe à 1, la tenion augmente...etc... Après le démarage, la tension varie donc tout le temps entre 6.80V et 7.10V...

J'avais trouvé une solution à ce probème en utilisant 2 ampli op en comparateur : 1 réglé à 6.80V et l'autre à 7.10V. Les deux sorties sont reliés à une bascule RS. Mais ce montage ne fonctionne pas non plus, car la tension augmente ou diminue très très lentement (6.80, 6.81, 6.82V...) et on arrive à un moment tellement près du seuil, que l'ampli op "devient fou" !!!

merci pour votre aide !

[LTHOMAS]

ou sinon avec un ne555... mais les seuils ne sont pas réglables... Je peux aussi vous donner les tensions de sortie du capteur :
0.654V (seuil bas => qui correspond aux 6.80V qui sont le résultat d'une amplification)
0.676V (seuil haut qui correspond aux 7.10V)

[Gérard]

Regarde ici
http://www.univ-lemans.fr/enseigneme.../comparat.html
Gérard.

[PA5CAL]

Bonjour

Je vois passer depuis quelques temps des questions sur le calcul des comparateurs à hystérésis (ou trigger de Schmitt) réalisés à base d'amplificateurs opérationnels.

Je me propose donc de vous donner le schéma et la formule générale du trigger de Schmitt à sortie inverseuse.

On fait l'hypothèse que la tension d'offset et que les courants d'entrée sont négligeables.

Les paramètres d'entrée du problème sont:
- le seuil d'entrée haut V_IH
- le seuil d'entrée bas V_IL
- les tensions de référence V1 et V2 (qui peuvent être par exemple la tension d'alimentation positive, ou négative, ou la masse)
- les tensions de sortie extrêmes V_OH (maxi) et V_OL (mini) de l'amplificateur opérationnel en charge (indiquées normalement sur la datasheet du constructeur)
- la résistance de contre-réaction positive Rs

Les données de sortie sont les valeurs de R1 et R2, qui peuvent être éventuellement infinies (division par zéro dans le calcul).

En posant:

A = (V_OH - V_OL) / (V_IH - V_IL) - 1

B = (V_IL.V_OH - V_OL.V_IH) / (V_IH - V_IL)

on a:

R1 = Rs . (V2 - V1) / (A.V2 - B)

R2 = Rs . (V2 - V1) / (B - A.V1)


Il n'y a plus qu'à appliquer.

[PA5CAL]

Application numérique:

On se place dans le cas d'un LM741 alimenté en +/-15V, et avec une charge globale de sortie de 2kohms. D'après la datasheet:
V_OH = +13V
V_OL = -13V

On demande d'obtenir:
V_IH = 7,10V
V_IL = 6,80V

On fixe:
V1 = 0V (masse)
V2 = 15V (+Vcc)
R1 = 100kohms

Calculs:

A = 26/0,3 - 1 = 85,67
B = 180,7/0,3 = 602,33

R1 = 100000.15/(85,67.15-602,33) = 2197 ohms
R2 = 100000.15/602,33 = 2490 ohms

Simple, non ?

[LTHOMAS]

Merci pour ta réponse....

Donc j'applique ça dans mon cas : J'utilise un LM358, que j'alimente en 0V - 12V

donc
VOH = 12V
VOL = 0V
VIH = 7,10V
VIL = 6,80V
V1 = 0V
V2 = 12V
Rs = 100kohms

A = (VOH - VOL) / (VIH - VIL) - 1
= 12/0.3 - 1 = 39

B = (VIL.VOH - VOL.VIH) / (VIH - VIL)
= 81.6 / 0.3 = 272


R1 = Rs . (V2 - V1) / (A.V2 - B)
= 100000X12 / (468 - 272) = 6122


R2 = Rs . (V2 - V1) / (B - A.V1)
= 100000X12 / 272 = 4412

Est ce que c'est juste ?, je ne suis pas sûr à 100% à cause du 0V...

merci @+

[PA5CAL]

Le calcul est correct.

Par contre les données d'entrée sont erronées. L'ampli a des caractéristiques forcément différentes de celles utilisées dans le calcul.

Si V_OL est bien proche de 0V (il doit valoir quelques millivolts ou dizaines de millivolts), en revanche V_OH doit être nettement inférieur à 12V. La polarisation des jonctions de l'étage de sortie et le circuit de limitation de courant impliquent une chute de tension de l'ordre de 1,5V à 2V par rapport à Vcc, en fonction de la charge de sortie.

En d'autres termes, la tension de sortie n'atteindra jamais la tension d'alimentation, et faut en tenir compte.

Si la sortie est faiblement chargée (~10k), il faudrait plutôt prendre V_OH=10,5V. Le nec plus ultra étant d'effectuer la mesure de V_OH en situation réelle avec un voltmètre.

[LTHOMAS]

Ok merci, je vais mesurer Vol et Voh au voltmètre, et je referai le calcul...

@++

[PA5CAL]

Il faut surtout penser à faire la mesure en présence de la charge normale, c'est-à-dire avec les circuits suivant l'amplificateur dans le montage effectivement branchés.