Utilisation d'un signal inférieur à 5 V pour de la logique

[Solar8]

Bonjour,

Je travaille sur le montage présenté dans l'image ci-jointe. En sortie du détecteur de crête (signal Vs3), je récupère un signal de l'ordre de 4,3 V d'après les simulations.

Les circuits sont alimentés en 5 V (on voit un Vcc sur le schéma : c'est el 5 V) ; le signal Ve est un signal carré de rapport cyclique 50 %, d'offset 800 mV et de valeur crête 5 V.

Mon but est d'envoyer le signal Vs3 sur une porte NAND ; je cherchais en effet à avoir Vs3 = 5 V mais je n'ai que 4,3 V, je pense que c'est à cause de l'offset de Ve. Bref, le signal sur la porte est destiné à faire de la logique.

Problème, lorsque je simule la logique, la porte NAND semble ne pas considérer le 4,3 V comme un état haut et me met donc des valeurs logiques en sortie erronées.
Pourtant, en simulant la porte avec le même logiciel avec 4 V continu comme signal logique, j'ai des résultats corrects (donc pas de problème de ce côté là, le 4 V continu semble être considéré comme un état haut).

Ma conclusion : le logiciel semble ne pas considérer la tension de sortie du détecteur de crête comme un état haut, alors que du 4 V (pourtant inférieur à 4,3 V), si !

Quelqu'un aurait-il une idée de l'origine du problème, et comment le résoudre ?

J'utilise Isis de Proteus.

Merci
-----

[gienas]

Bonjour Solar8 et tout le groupe

ton montage ne fonctionne pas, c'est normal.

1- tu ne précises pas la technologie utilisée, TTL ou CMOS. Les comportements sont différents.

2- ta source logique "monte" la tension (->1), mais rien ne la tire au zéro. Cela restera toujours 1.

[DAUDET78]

Et U2 sert probablement à rien . Un gain de +2 ? on pouvait sans doute le faire avec U1 (dont on ne connait pas le gain car R2 est illisible)

[Solar8]

Sur le schéma, effectivement, rien ne tire la sortie à zéro car le signal Ve est tout le temps actif. Mais je n'ai pas précisé que Ve représente le signal capté par un phototransistor, et en sortie du filtre passe-bande, l'amplitude à la fréquence sélectionnée devient alors nulle si le faisceau (avec une diode émettrice) est coupé. J'ai juste simulé ce phototransistor (en supposant qu'il captait), ce qui effectivement implique que la sortie du montage n'est jamais tirée à zéro.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Solar8]

R2=3,3 kOhms. J'ai rajouté ce gain de 2 car j'avais besoin de remonter la courbe du passe-bande de 6 dB (expérimentataion simulation). J'ai longtemps essayé d'intégrer ce gain au premier ampli mais en vain...

[DAUDET78]

J'ai juste simulé ce phototransistor (en supposant qu'il captait), ce qui effectivement implique que la sortie du montage n'est jamais tirée à zéro.

Ca n'implique rien du tout... le condensateur C4 ne peut jamais se décharger. Point barre.

et si tu remplaçais tout ton schéma (avec l'ampliOp, le détecteur et le phototransistor) par un TSOP ?

[Solar8]

et si tu remplaçais tout ton schéma (avec l'ampliOp, le détecteur et le phototransistor) par un TSOP ?

J'ai justement écarté ce type de composant à cause du trop grand angle de réception. Ce dernier doit être le plus faible possible, c'est pour cette raison que j'utilise un phototransistor (un OP804)...

J'ai rajouté un grande charge en parallèle de C4 (10MOhms) afin de "simuler" l'impédance d'entrée d'un éventuel AOP... Est-ce une extrapolation correcte ? Le résultat d'une simulation (Vs3) est visible en pièce jointe.

Il me semble que connecter directement à C4 une porte logique (dont la consommation des entrées n'est pas négligeable) n'est pas une bonne idée, étant donné qu'il faut une charge suffisamment grande en parallèle de C4, non ? Dans ce cas, que pensez-vous d'installer un montage suiveur qui placerait une impédance infinie sur C4, et qui serait ensuite connecté à la porte NAND ?

[DAUDET78]

J'ai justement écarté ce type de composant à cause du trop grand angle de réception.

On ne sait pas le but final de l'application mais :

• On peut focaliser sur le TSOP
• Comme le TSOP ne peut reconnaitre que son émetteur pulsé et qu'il est insensible à la lumière ambiante, son angle de réception n'a pas beaucoup d'importance

J'ai rajouté un grande charge en parallèle de C4 (10MOhms) afin de "simuler" l'impédance d'entrée d'un éventuel AOP... Est-ce une extrapolation correcte ?

Non, il ne faut pas "simuler". Un ampliOP, une porte CMOS, c'est l'infini ! Il faut mettre une résistance de décharge telle que R*C4 soit une constante de temps "correct"

Le résultat d'une simulation (Vs3) est visible en pièce jointe.

Aucun intérêt, c'est à l'arrêt du signal que la résistance intervient (il faut pulser, On/Off, ton signal à 1 Khz avec un autre signal à 25 Hz pour voir la monté et la descente du signal sur C4)

Il me semble que connecter directement à C4 une porte logique (dont la consommation des entrées n'est pas négligeable) n'est pas une bonne idée,

Porte logique CMOS? TTL ?

étant donné qu'il faut une charge suffisamment grande en parallèle de C4, non ?

non, il faut la bonne valeur R*C4

Dans ce cas, que pensez-vous d'installer un montage suiveur qui placerait une impédance infinie sur C4, et qui serait ensuite connecté à la porte NAND ?

La très grosse erreur que voilà ! une porte CMOS, c'est déjà l'infini et c'est pour ça que ça ne marche pas.

[Solar8]

On ne sait pas le but final de l'application mais :

• On peut focaliser sur le TSOP
• Comme le TSOP ne peut reconnaitre que son émetteur pulsé et qu'il est insensible à la lumière ambiante, son angle de réception n'a pas beaucoup d'importance

Dans mon cas il y a une importance ; le faisceau doit transiter d'un bout à l'autre d'un tuyau (effectuer le diamètre du tuyau). Or, un bouchon doit passer dans ce tuyau (flottant sur un liquide) pour couper le faisceau. Le TSOP risque de capter une partie du faisceau diffracté dans les rebords du tuyau à cause de son angle d'ouverture de réception même si le bouchon est devant le faisceau qui est "droit". D'où le choix du phototransitor (je n'ai pas sous la main le matériel nécessaire pour diminuer l'angle d'ouverture du TSOP).

- Pourquoi pulser On/Off le signal à 1 kHz avec un autre à 25 Hz ? Mon but avec le détecteur de crête est d'avoir une tension quasiment constante tant que le signal Ve est présent (et tension nulle sinon), du coup je ne saisi pas trop le concept des pulsations...

- Comment connaître la valeur "correcte" de la constante de temps R*C4 ? Je ne comprends pas son intérêt...

- J'utilise des 74HC donc CMOS...

[DAUDET78]

Or, un bouchon doit passer dans ce tuyau (flottant sur un liquide) pour couper le faisceau.

Si c'est dans un tuyau, il n'y a pas de lumière ambiante. Pourquoi pulser à 1Khz?

- Pourquoi pulser On/Off le signal à 1 kHz avec un autre à 25 Hz ? Mon but avec le détecteur de crête est d'avoir une tension quasiment constante tant que le signal Ve est présent (et tension nulle sinon), du coup je ne saisi pas trop le concept des pulsations...

pour ta simulation ! et voir le temps de réaction de ta barrière au passage du bouchon. Actuellement tu simules la sortie du bouchon (le faisceau passe), mais pas l'arrivée du bouchon (le faisceau ne passe plus)

- Comment connaître la valeur "correcte" de la constante de temps R*C4 ? Je ne comprends pas son intérêt...

justement, avec ma manip, tu verras qu'actuellement, il faut 3 plombes pour le détecter !

J'utilise des 74HC donc CMOS...

donc, une entrée infinie qui ne peut décharger C4

[Solar8]

- Le tuyau est transparent ! Attention, le faisceau ne circule pas parallèlement à celui-ci, mais est émis de l'extérieur, et est reçu à l'extérieur également en ayant traversé le tuyau sur tout son diamètre (perpendiculairement au tuyau). C'est pour cela que je pulse à 1 kHz (fréquence pas trop élevée pour ne pas choquer le phototransistor).

- Si je comprends bien, je dois mettre un signal modulé dont le modulant est à 25 Hz et la porteuse à 1 kHz pour simuler tantôt le passage du bouchon, tantôt sa disparition ?

[DAUDET78]

- Le tuyau est transparent ! Attention, le faisceau ne circule pas parallèlement à celui-ci,

Comme tu ne dis rien de la mécanique du truc ....

C'est pour cela que je pulse à 1 kHz (fréquence pas trop élevée pour ne pas choquer le phototransistor).

Tu peux monter à plus de 100Khz sans vexer le phototransistor

- Si je comprends bien, je dois mettre un signal modulé dont le modulant est à 25 Hz et la porteuse à 1 kHz pour simuler tantôt le passage du bouchon, tantôt sa disparition ?

Ben oui ....

[Solar8]

Hum... Si je résume un peu :
- Je place une résistance de charge pour que R*C4 soir correct... Mais si j'ai R trop petit (10kOhms) l'amplitude des oscillations devient très faible aussi. A l'inverse, si R est trop grand, j'atteint les 4 V mais alors du coup, comme tu dis, au moment de la commutation (le bouchon qui passe), la décharge va mettre trois plombes à se faire...
- De mon côté j'aimerais récupérer un signal logique : '1' quand les oscillations sont détectées ; '0' sinon ; soit respectivement quand, à la sortie du détecteur de crête SANS CHARGE, j'obtiens 4 V et 0 V...

Jusque-là tout est bon ?

Alors comment faire pour avoir des signaux logiques sans pour autant que la tension s'effondre ou que la décharge de C4 se finisse à la St Glinglin ?

[DAUDET78]

Commence par mettre au point la constante de temps du réseau R*C4 .... et on en recause aprés.

[Solar8]

Certes... Mais ma question incluait d'avoir une indication à propos de la façon de régler la résistance (que dois-je obtenir ?)... Je risque de tourner en rond ! Dois-je y aller par tâtonnements ?!

[DAUDET78]

Il y a le calcul, l'expérimentation ....
Il faut qu'en sortie tu obtiennes l'image de ta modulation 25 Hz sans trop de défaut (compromis ondulation <-> temps de réponse)