inverseur CMOS linéarité
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inverseur CMOS linéarité



  1. #1
    inviteee8a6952

    inverseur CMOS linéarité


    ------

    Bonjour, je voudrais me servir d'un inverseur CMOS pour inverser un signal non-logique (signal analogique), en fait, introduire un signe "-".

    Dans quelle limite je peut considérer cette inversion linéaire?
    Que faut t'il faire pour inverser un signal analogique entre 0 et 5V?

    La technologie MOS m'est malheureusement assez inconnue :s

    merci pour vos réponses!

    -----

  2. #2
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    un ampliOP "rail to rail" en inverseur. N'utilise surtout pas une porte logique !
    C'est quoi le schéma? c'est pour une entrée analogique de µC? inverse par soft.
    J'aime pas le Grec

  3. #3
    jiherve

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Bonsoir,
    en petit signaux , de l'ordre du volt, la serie 4000 non B , celle d'origine RCA en particulier, faisait de bons ampli jusqu'à 10Mhz environ.
    JR
    l'électronique c'est pas du vaudou!

  4. #4
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Merci beaucoup DAUDET78 ,

    le montage, c'est pour réaliser un correcteur PI analogique dans l'asservissement en position d'un moteur.

    Mon soucis, c'est que pour ce montage, je ne peut utiliser que 2 aop ( en utiliser un de plus implique rajouter un CI, je n'en ai pas la place, et en plus, multiplier les AOP, c'est augmenter l'ordre du système)

    Je fournis deux shémas en pièces jointes.

    Le premier, réalisé avec un sommateur inverseur, et un montage inverseur sur l'entrée de consigne, comme tu l'as préconisé : c'est lui que je voulais remplacer par une porte, pour gagner de la place.

    Le soucis de ce montage: il utilise 3 aop

    Le second montage, réalisé avec un montage soustracteur, permet de n'utiliser que 2 aop, mais un autre problème: je mettrai des trim ou des potentiomètres à la place de R2, pour pouvoir régler le gain statique, mais devoir modifier les résistance deux par deux est source d'erreur selon moi.

    Donc le challenge, serait trouver un montage à deux aop qui a la même fonction de transfert, à 2 aop et une possibilité de régler le gain statique sur une résitance.


    PS: j'ai fait ces shémas pour vous les montrer, j'ai donc zappé les valeurs et j'ai utilisé des AOP idéaux pour épargner les alims. En soit ce sont les fonctions de transfert qui sont importantes ici, plus que les valeurs des composants.


    Un grand merci, pour m'accorder un peu de temps
    Images attachées Images attachées

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Ve1 sert à rien? c'est uniquement un point de test ?
    Vs1 est uniquement chargé par l'intégrateur de droite ?
    Tes ampliOPs sont bien alimentés en +V et en -V (sinon, ça ne marche pas)
    J'aime pas le Grec

  7. #6
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Oui, Ve1 ne sert à rien en soit, comme Vs1, c'etait simplement pour exprimer les fonctions de transfert avec plus de clareté. (donc oui, Vs1 est uniquement chargé avec l'intégrateur de droite).

    non, je ne suis pas alimenté en +v -V (mais en +5v, -5v), mais le système sera bouclé, donc j'introduis en "-" en boucle ouverte, pour obtenir une fonction de transfert en boucle fermée valide ( Ftbf = A/1+AB où A chaine directe, et B chaine de retour)

    Vous voulez le shémas complet? ( c'est pas lui qui fait l'objet de ma question, mais je le fournis avec plaisir)

  8. #7
    alayn91

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Bonjour,

    Quelques exemples:
    - http://www.discovercircuits.com/PDF-...invertamp1.PDF

    Utilisation en signaux de faibles amplitudes.
    Distorsion entre 1 & 10%

    Salutations.
    Alain.

  9. #8
    Tropique

    Re : inverseur CMOS linéarité

    En se triturant un peu la cervelle, il doit y avoir moyen de le faire avec un seul AOP.
    Mais il y aura peut-être des contraintes qui ne te plairont pas.
    Par contre, ton schéma à 2 AOP est utilisable sans contraintes: il suffit de remarquer que la variation de la RI d'entrée de ton correcteur est équivalente à la variation des R2 du premier étage (en sens inverse). Tu les laisses donc fixes, et tu mets ton trim sur RI.
    Un CMOS en linéaire pour cette application va être assez merdique: la masse virtuelle interne (fixée par les seuils des MOS) ne va pas être au même niveau que la masse physique, et en plus elle va shifter avec la température. Sans compter que c'est bruyant et que ça consomme pas mal.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  10. #9
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Citation Envoyé par alayn91 Voir le message
    Quelques exemples:
    Ca, c'est l'exemple type de ce qu'il ne faut jamais faire : utiliser une propriété non spécifiée

    Tu changes de lot, tu changes de fournisseur ... et ça ne marche plus !
    Citation Envoyé par Graam Voir le message
    non, je ne suis pas alimenté en +v -V (mais en +5v, -5v),
    donc avec 10V entre les deux alimentation ? sur?

    Utilise ton deuxième schéma avec entrées différentielles. Tu mets un potentiomètre (disons 4,7K) alimenté par Vs1 et tu branches l'intégrateur sur le curseur.
    Inconvénients : La tension envoyée sur l'intégrateur est bien K*Vs1 avec 0<=K<=1 mais avec une résistance interne variable
    Rint= K*(1-K)Rpot
    donc Rint varie de 0 à 0,25*Rpot
    pour que Rint soit négligeable, il faut que la résistance de tête de l'intégrateur soit grande (par exemple 470K)
    Si Rpot=4,7K , il y a une erreur (en fonction de K) de 0% à +0,25%
    J'aime pas le Grec

  11. #10
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    je suis un crétin!!

    Non, vraiment désolé, j'ai écrit l'inverse de ce que je pensais:
    je suis alimenté en 0 +5v, mais l'inversion n'existe qu'en boucle ouverte

  12. #11
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    je suis un crétin!!

    Non, vraiment désolé, j'ai écrit l'inverse de ce que je pensais:
    je suis alimenté en 0 +5v, mais l'inversion est possible car elle disparait en boucle fermée.
    Vraiment désolé pour la coquille DAUDET78! (je suis sur batterie, donc pas d'alim symétrique)

    Par contre, ton schéma à 2 AOP est utilisable sans contraintes: il suffit de remarquer que la variation de la RI d'entrée de ton correcteur est équivalente à la variation des R2 du premier étage (en sens inverse). Tu les laisses donc fixes, et tu mets ton trim sur RI.
    un montage à 2 AOP me convient très bien!
    mais je vois pas comment la variation de RI revient à une variation sur les R2. De plus RI x CI fixe le temps d'intégration, or je voudrais pouvoir régler le gain et le temps d'intégration indépendament.

  13. #12
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    en 0/5V ça ne marche pas . D'après ma boule de cristal, il y a des tensions négatives en sortie d'ampliOP, donc clampées à 0V ....
    Refais moi un schéma complet avec la valeur des résistances et le nom des ampliOP et l'amplitude des tensions d'entrées
    J'aime pas le Grec

  14. #13
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    et donc comment fait t'on une régulation lorsqu'on est sur batterie alors? je croyais qu'il fallait introduire un - dans la boucle ouverte pour que la boucle fermée fonctionne

  15. #14
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Un ampliOP , ce n'est pas un concept immatériel
    Un ampliOP , ce n'est pas un triangle sur un schéma

    C'est une réalité avec ses contraintes.

    Refais moi un schéma complet avec la valeur des résistances et le nom des ampliOP et l'amplitude des tensions d'entrées
    J'aime pas le Grec

  16. #15
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Je comprends bien que l'aop n'est pas un concept immatériel, ce shémas n'a été réalisé que pour vous le présenter afin d'être le plus clair possible.

    Aucun soucis, je fournis le shémas complet dès que possible.
    Maintenant, je dois prendre la route, mais je poste ça plus tard, ou demain matin.
    Encore merci!!

  17. #16
    chatelot16

    Re : inverseur CMOS linéarité

    on peut toujours faire marcher des ampli op avec un seul 5v

    on fait un pont de resistance pour faire 2.5v et on considere ce point comme la masse

    le 0 devient -2.5v et le 5 devient +2.5

    il faut surtout choisir un modele d'ampli op fonctionnant a +/-2.5v ce qui n'est pas le cas de tous

    un inverseur cmos ancien non bufferisé peut faire un ampli merdique parfois utuilisable : toutes les porte actuelle sont buferisé : 3 porte en serie : completement inutilisable en analogique

    de toute facon une porte cmos autour de sont point de comutation consome un courant catastrophique

  18. #17
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Voilà le schémas complet.
    en effet chatelot16, avec U2:B je crée une masse virtuelle à 2.5V, et la commande considèrera donc un 2.5V comme un 0v. Ca marche vous pensez?
    Ensuite, je n'ai pas encore déterminé la valeur des composants du correcteur: en fait, sur ce projet le moteur m'est inconnu(représenté par le cercle et la résistance de 5.8 ohms), ainsi que les couples résistants. ( c'est un "servo" rustique d'une voiture télécommandée nikko).
    Le but est de placer des potentiomètres ou autres trim, afin de régler les paramètres APRES caractérisation.
    Avant, c'est impossible, si je fait tourner le moteur, j'explose les butées du réducteur, l'arbre de direction etc.
    De cette façon, je peut caractériser le système et régler les paramètres en fonction de sa réponse à un échelon.
    M'enfin, il me semble que c'est un autre débat

    Je vous remercies encore de bien vouloir m'accorder un peu de vôtre astuce!

    PSAUDET78, je ne suis pas certain d'avoir pigé ton explication pour le réglage du gain statique: il faudrait que je surdimensionne le gain du montage différentiel, et que je mette un POT en diviseur de tension en entrée d'intégrateur pour avoir un gain <1? mais je ne suis pas sûr de piger l'expression de Rint. Merci

    PS2: L'axe discontinu symbolise le retour de position sur un potentiomètre dans l'axe de la sortie du réducteur. Et la bobine n'est pas représentée (inconnue)
    Images attachées Images attachées  

  19. #18
    Tropique

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Citation Envoyé par Graam Voir le message
    je suis un crétin!!



    un montage à 2 AOP me convient très bien!
    mais je vois pas comment la variation de RI revient à une variation sur les R2. De plus RI x CI fixe le temps d'intégration, or je voudrais pouvoir régler le gain et le temps d'intégration indépendament.
    Voici la comparaison de la situation où les deux R2 de ton schéma varient de façon synchrone (PIcorr1), et celle où c'est la première RI qui varie (PIcorr2).
    Il est clair que les bornes de la réponse en boucle fermée sont identiques, mais que la loi de variation est différente (l'espacement des courbes est différent). C'est du au fait qu'une loi de variation est l'inverse de l'autre, mais si c'est pour un réglage avec un ajustable, c'est sans importance. Les deux méthodes sont équivalentes.

    Pour le montage à un AOP, il est possible également, mais comme prévu avec une contrainte.
    Cependant, cette contrainte pourrait se retourner et s'avérer un avantage pour toi (c'est ce que nos fournisseurs appellent un "feature").
    Si tu es intéréssé, il est possible de creuser dans cette direction.

    Pour ton schéma complet, il serait souhaitable de mettre U2B en inverseur de la sortie active, plutot qu'en point milieu passif.
    Images attachées Images attachées
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  20. #19
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    1/ Q3 et Q4 sont dessiné à l'envers
    2/ ton moteur est alimenté entre +2,5V et -2,5V (sans compter les deux chute de Vbe ! donc +1,3V à -1,3V)
    3/ le LM358 n'est pas rail to rail en sortie
    4/ le LM358 ne peut fournir que quelque mA. Donc avec les TIPs, 100mA dans le moteur
    5/ L'intégrateur ne fonctionne pas si In+ est à 0V. Il faut la mettre à +2,5V
    6/ je ne vois aucun condensateur de découplage ????
    J'aime pas le Grec

  21. #20
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Merci Tropique , je réagis à ton post dès que je peux consulter les pièces jointes.
    Pour ton schéma complet, il serait souhaitable de mettre U2B en inverseur de la sortie active, plutot qu'en point milieu passif.
    ça par contre, je comprends pas :s

    DAUDET78,merci pour ta réponse:
    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    1/ Q3 et Q4 sont dessiné à l'envers
    Oups oui, désolé j'ai fait je schémas vitesse grand V de façon à ce qu'il soit présentable,et au final , une grosse étourderie, merci

    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    2/ ton moteur est alimenté entre +2,5V et -2,5V (sans compter les deux chute de Vbe ! donc +1,3V à -1,3V)
    3/ le LM358 n'est pas rail to rail en sortie
    4/ le LM358 ne peut fournir que quelque mA. Donc avec les TIPs, 100mA dans le moteur
    Oui c'est un moteur minuscule, qui fonctionne très bien sous 1V et tire moins de 100mA.
    Pour contrecarrer la tension de déchet des LM358, je mettrai un potentiomètre à la place de R6 pour ajuster la tension du pont et recentrer le point milieu.
    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    5/ L'intégrateur ne fonctionne pas si In+ est à 0V. Il faut la mettre à +2,5V
    OK! oui d'accord! merci!
    Citation Envoyé par DAUDET78 Voir le message
    6/ je ne vois aucun condensateur de découplage ????
    Oui, c'est peut être une mauvaise habitude, mais je les mets toujours au moment du routage.

  22. #21
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    j'oubliais
    faut t'il du coup remplacer la masse de R22 par le point milieu du coup?
    Et DAUDET78, je pense que tu n'avais pas vu ma question:
    et
    PS: DAUDET78, je ne suis pas certain d'avoir pigé ton explication pour le réglage du gain statique: il faudrait que je surdimensionne le gain du montage différentiel, et que je mette un POT en diviseur de tension en entrée d'intégrateur pour avoir un gain <1? mais je ne suis pas sûr de piger l'expression de Rint. Merci
    merci!

  23. #22
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Citation Envoyé par Graam Voir le message
    faut t'il du coup remplacer la masse de R22 par le point milieu du coup?
    non, je ne pense pas

    pour Rint, c'est la résistance équivalente du potentiomètre de 4,7K que l'on voit sur son curseur. Celle ci est variable (de 0 à 1175 Ohm)et se rajoute en série avec R5 . Quand à ton réglage gain et intégration, pour moi, c'est la même chose. Le 4,7K fait le boulot
    J'aime pas le Grec

  24. #23
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    si on fait varier RI, on fait varier le temps d'intégration RIxCI, donc le gain dynamique, si on fait varier le POT, à priori, on fait varier le gain statique.

    C'est là que je comprends pas comment ça peut être pareil

  25. #24
    Tropique

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Citation Envoyé par Graam Voir le message
    si on fait varier RI, on fait varier le temps d'intégration RIxCI, donc le gain dynamique, si on fait varier le POT, à priori, on fait varier le gain statique.

    C'est là que je comprends pas comment ça peut être pareil
    Il faut réfléchir intelligemment: avec un certain gain, fixé par R2, ton premier étage va appliquer une certaine tension aux bornes de RI (la première). Si tu doubles le gain à ce niveau, tu doubles la tension sur RI, et donc le courant qui la traverse, puisque son autre extrémité est à une masse virtuelle. Mais pour doubler le courant dans RI, il est aussi possible de garder la même tension et de diviser RI par 2. Le résultat est le même, bien que ce soit contre-intuitif.

    Pour U2B, tu peux le configurer en ampli -1 ou -2 de la voie + pour doubler le swing aux bornes du moteur.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  26. #25
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    voila le schémas définitif, j'espère que c'est assez lisible. (pas facile d'exporter depuis ISIS autrement qu'en bidouillant)
    finalement j'ai opté pour une résistance variable (les potentiomètres sont montés en trim) en entrée de l'intégrateur, elle vaudra K x RI, ou RI est elle même variable.
    Si RI vaut 10k ohms, et K x RI vaut 100k ohms par exemple, j'ajuste le gain statique à 1/10 en sortie du soustracteur ( lui même a un gain de 100, donc gain statique total de 10), et avec un CI=1uF , j'ai Ti = 0.01s
    Ce n'est qu'un exemple, plus pour que vous me disiez si mon raisonnement est faux plotôt que vous expliquer( je pense que vous aurez compris avant moi^^)

    Si vous pouviez me dire si mon schémas comporte encore des erreurs , merci
    Citation Envoyé par Tropique Voir le message
    Pour U2B, tu peux le configurer en ampli -1 ou -2 de la voie + pour doubler le swing aux bornes du moteur.
    doubler le swing? uh? kézako le swing?

    PS: du coup, j'ai mis les capa de découplage
    Images attachées Images attachées

  27. #26
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    une tite validation s'hiou plait? que je puisse router le coeur tranquile
    merci!!

  28. #27
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    1/ C7=100µF C5=0,1µF
    2/ Mets une résistance de 10K en serie avec KR1 (si KR1=0 Ohm ...ça va faire des truc drôle !)
    3/ Mets des 1N4004 en inverse sur chaque transistor TIP
    J'aime pas le Grec

  29. #28
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    Merci beaucoup!
    Oups! C5 était résté à sa valeur par défault :s
    Ok , merci pour ces conseils!
    Mais pourquoi rajouter des diodes? à priori les AOP suffisent à compenser le Vbe, non?les LM358 ont un bon slew rate en plus, ils commutent assez vite (enfin, sur le papier, et en simulation)

  30. #29
    DAUDET78

    Re : inverseur CMOS linéarité

    diode en inverse sur les émetteur-collecteur pour bouffer les surtensions éventuelles dues au moteur
    J'aime pas le Grec

  31. #30
    inviteee8a6952

    Re : inverseur CMOS linéarité

    je vois pas comment les mettre sans qu'elles perturbent le montage: il ne faut pas rajouter un Vak dans la boucle de retour des AOP, et dans les autres façons, elles nuisent complètement au montage (on a plus de push pull).
    Enfin c'est surtout pour comprendre plus que pour le montage en lui-même.
    En format "roue libre" c'est impossible aussi....

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