Differential -> single ended (stable en température)
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Differential -> single ended (stable en température)



  1. #1
    invite2da25054

    Differential -> single ended (stable en température)


    ------

    Bonjour,

    J'aimerais passer d'une tension différentielle à une tension référencée à la masse électrique.
    Le montage est le suivant:

    Nom : differential_to_single_ended.png
Affichages : 176
Taille : 3,1 Ko

    La sortie est Vout = (Vdif - Veb)*R2/R1.

    Veb étant peu stable en température (2.2mv de diminution par degré d'augmentation) j'aimerais modifier le schéma pour qu'il en soit moins dépendant.
    On m'a parlé de miroir de courant...
    Quelqu'un pourrait il m'aiguiller.
    Un miroir de courant peut il arranger les choses?

    Merci

    -----

  2. #2
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Bonjour,
    en rajoutant une diode (ou mieux, un transistor identique et relié thermiquement à Q22 câblé en diode) en série avec R2, en prenant ta tension de sortie sur R2 et la diode et enfin en posant R1=R2, tu "annules" l'effet de la température.
    Sachant que pour que ton montage ne fonctionne que pour un mode commun supérieur à Vout et si la source Vdiff peut débiter le courant (Vdiff-Vbe)/R1...
    Quoi qu'il en soit, c'est un montage peu précis (mais qui peut être suffisant).
    Tu pourrais gagner en précision avec un darlington ou un transistor super-béta.


    http://www.tautec-electronics.de/Dat...ren/BSR20A.pdf
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  3. #3
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Merci,

    Par contre j'ai un peu de mal à visualiser ton montage.

  4. #4
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    C'est juste de rajouter une diode en série avec R2 et de prendre la tension de sortie sur l'ensemble diode et R2.
    Dans ce cas, tu as une tension de sortie Vout=Vf +(Vdif - Veb)*R2/R1 (Vf la tension de seuil de la diode).
    En posant R1=R2 : Vout=Vf-Vbe+Vdiff~=Vdiff.

    Pour plus de précision, il faudrait remplacer Vf par Vbe, ce qui est faisable en utilisant un autre BSR20A dont tu relies base et collecteur. Pour être sûr qu'ils soient à la même température, tu les soudes juste à côté l'un de l'autre. Et pour que ce soit encore plus précis, tu t'arranges pour que les transistors soient identiques, c'est à dire sortent du même fabricant, même lot de fabrication : tu les achètes ensemble.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  5. A voir en vidéo sur Futura
  6. #5
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Merci very much. Ça m'a l'air très bien. Je vais simuler tout ça et je reviens.

  7. #6
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    J'ai fait cela:

    Nom : NEW_SCHEMA.png
Affichages : 149
Taille : 4,3 Ko

    Ça semble fonctionner comme il faut.

  8. #7
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par frenchy Voir le message
    J'ai fait cela:

    Ça semble fonctionner comme il faut.
    Ben non. C'est comme ça qu'il faut faire:

    Nom : Transl.gif
Affichages : 158
Taille : 4,2 Ko

    Ou à la rigueur un NPN en collecteur commun, qui aura l'avantage d'un courant d'entrée plus faible, mais l'inconvénient d'un moins bon matching avec le PNP
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  9. #8
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    tropique:

    Pourquoi mon montage ne fonctionnerait il pas? J'ai fait tous les calculs et ça semble vraiment fonctionner. Aurais je fait une erreur?

    Par contre la sortie du montage est appliqué à un processeur qui traite la donnée. Sur ton schéma je ne comprends pas pourquoi il y a une source de courant.

    Merci

  10. #9
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Pour passer d'un signal différentiel à un signal référencé à la masse et stable en température, rien de tel qu'un petit montage amplificateur différentiel à AOP ! http://fr.wikipedia.org/wiki/Montages_de_base_de_l'amplific ateur_op%C3%A9rationnel
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  11. #10
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Je n'avais pas pensé à l'ampli dif c'est vrai. Cependant dans mon appli je n'ai pas d'alim sous 30 V et la conso doit être très faible.

  12. #11
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    en terme de consommation, un AOP sera moins gourmand et plus précis ! mais ne connaissant pas l'environnement, les performances, les tensions disponibles,etc... on ne peut pas tout deviner
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  13. #12
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Mais en fait j'aimerais simplement savoir si mon premier schéma est correct

  14. #13
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par frenchy Voir le message
    Mais en fait j'aimerais simplement savoir si mon premier schéma est correct
    Ton schéma du #6 n'est pas incorrect, mais il n'apporte pas d'amélioration par rapport à ton schéma initial: au contraire, il bouffe un Vbe sans rien apporter en échange (mais bon, pas de quoi faire un scandale, si on se formalisait de ce genre de détail, il y a longtemps que les banquiers pendraient à un croc de boucher).
    Par contre, si on veut réellement compenser quelque chose sans perdre un Vbe inutilement, il faut passer par une des solutions que j'ai proposées, ou à la rigueur par un AOP, mais il faudra l'alimenter et respecter ses conditions de mode commun.
    Il y a des solutions encore meilleures, qui ont la précision d'un AOP sans l'alimentation ou les contraintes, mais il faut se triturer un peu plus la cervelle...
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  15. #14
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Mais pourtant dans mon circuit on a:

    Vout = VebQ2 + (R33/R44)*(Vdif-VebQ22)

    Si R33 = R44 Vout = VebQ2 + Vdif - VebQ22

    Si les transistors sont sur le même silicium il y bien une compensation en température car VbeQ2 = Vbe22.

    On a donc Vout = Vdif

    Ais je loupé quelque chose?
    Bon j'ai négligé des paramètres dans mon calcul mais la compensation est bien visible non?


    Merci bien

  16. #15
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par frenchy Voir le message
    Mais pourtant dans mon circuit on a:

    Vout = VebQ2 + (R33/R44)*(Vdif-VebQ22)

    Si R33 = R44 Vout = VebQ2 + Vdif - VebQ22

    Si les transistors sont sur le même silicium il y bien une compensation en température car VbeQ2 = Vbe22.

    On a donc Vout = Vdif

    Ais je loupé quelque chose?
    Bon j'ai négligé des paramètres dans mon calcul mais la compensation est bien visible non?


    Merci bien
    C'est vrai, mais il y a un gros problème: tant que la tension d'entrée est faible, les courants vont être du même ordre que le courant de saturation des transistors, et des picoampères, ce n'est pas facile à gérer dans un montage réel.
    Si les tensions à gérer ne sont jamais <1V, ce serait utilisable.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  17. #16
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Vdif monte à environ 3V et c'est la partie supérieure à 1V qui m'intéresse donc je pense que c'est bon.
    Ce que tu veux dire c'est que le circuit ne se mettra à fonctionner que lorsque la tension Vdif sera suffisamment élevé pour rendre le premier transistor conducteur?

    Mais si il y a un autre montage plus efficace que celui ci je suis preneur. J'aimerais me limiter à deux ou trois transistors.

    Voilà

  18. #17
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    En général, on emploie presque toujours une des deux solutions que j'ai évoquées, parce que ce genre de translateur s'emploie typiquement pour transférer la tension d'un shunt en high-side vers le bas, et ce sont des tensions faibles, <1V.
    La linéarité aux basses tensions n'est pas parfaite parce que les densités de courant dans les transistors sont différentes, mais on préfère une erreur modérée de linéarité à un cut-off complet.

    Il est possible de compenser l'erreur de linéarité avec un miroir de courant, mais cela fait alors un total de 4 transistors.

    Si tu ne t'intéresses qu'à des tensions >1V, ton montage est utilisable.

    Il est également possible de faire un montage précis et linéaire, sans cut-off avec seulement trois transistors, mais c'est un peu du chipotage.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  19. #18
    Qristoff
    Animateur Électronique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Il est possible de compenser l'erreur de linéarité avec un miroir de courant, mais cela fait alors un total de 4 transistors
    Zetex propose un petit miroir tout en un, trés commode !
    Tout existe, il suffit de le trouver...!

  20. #19
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    @Qristoff

    Ta référence de miroir de courant est adapté mais j'ai une tension de mode commun en entrée pouvant monter à 140V donc là ca change un peu la donne.

    Un camarade m'a proposé le schéma suivant:
    SALUT.png

    J'aimerais avoir confirmation par vous autres mais selon moi il n'y a aucune compensation des variations des Veb en température.

    Ce montage est équivalent au premier:

    differential_to_single_ended.png

    Merci bien

  21. #20
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par frenchy Voir le message
    @Qristoff

    Ta référence de miroir de courant est adapté mais j'ai une tension de mode commun en entrée pouvant monter à 140V donc là ca change un peu la donne.

    Un camarade m'a proposé le schéma suivant:
    Pièce jointe 171229
    Si tu te souviens, c'est le schéma que je t'avais proposé au #7. Sauf qu'il est attaqué incorrectement, d'où l'absence d'amélioration.

    Il est possible de le compenser complètement, en ajoutant un miroir de courant, mais il faut 4 transistors:
    Nom : transli.gif
Affichages : 136
Taille : 5,0 Ko
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  22. #21
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Ok.
    Mais si au lieu de ta source de courant je plaçais simplement une résistance comme cela:Nom : miroir.png
Affichages : 173
Taille : 8,4 Ko

    En tout cas merci pour les suggestions j'ai appris pas mal de truc.

    Je pense utiliser le montage avec deux transistors:

  23. #22
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Celui là:NEW_SCHEMA.png
    Il n' y a que deux transistors et la compensation en température est bonne. Enfin toujours mieux que mon premier montage:
    differential_to_single_ended.png

  24. #23
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par frenchy Voir le message
    Ok.
    Mais si au lieu de ta source de courant je plaçais simplement une résistance comme cela:Pièce jointe 171267
    Oui c'est aussi une possibilité si l'alim est assez stable. Le schéma que j'ai donné est général.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  25. #24
    invite2da25054

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Le problème avec ce schéma:
    miroir.png

    C'est que j'ai une tension dif à mesurer d'environ 3V mais une tension de mode commun pouvant variant de 20V à 130V...
    Dans ce cas les courants de collecteur des transistors Q1 et Q2 seront peut être trop différent et les tensions Vbe correspondantes ne se compenseraient pas?

    Avec ce schéma là:
    NEW_SCHEMA.png
    Je n'avais pas ce problème car les courants de collecteur des deux transistors sont sensiblement les mêmes?

    Qu'en penses tu?

    Merci

  26. #25
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par frenchy Voir le message
    Le problème avec ce schéma:
    Pièce jointe 171285

    C'est que j'ai une tension dif à mesurer d'environ 3V mais une tension de mode commun pouvant variant de 20V à 130V...
    Dans ce cas les courants de collecteur des transistors Q1 et Q2 seront peut être trop différent et les tensions Vbe correspondantes ne se compenseraient pas?
    C'est pour cette raison que dans le cas général, j'avais mis une source de courant en polarisation.
    Si tu restes toujours aux environs de 3V, il n'y a pas de problème à employer ton autre montage.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  27. #26
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Bonjour,
    Petite question annexe :
    page 6, dans le schéma interne du TL081 : http://www.ti.com/lit/ds/symlink/tl081-n.pdf, le miroir de courant créé par Q1 à Q3 est très légèrement moins bon qu'un montage à 4 transistors (erreur en 1/beta² contre une erreur théoriquement nulle), mais vu le gain en simplicité (un transo courant contre un double PNP), le jeu vaut-il vraiment le coup ?
    Sans compter que même le double PNP ne sera pas parfait...
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  28. #27
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    le miroir de courant créé par Q1 à Q3 est très légèrement moins bon qu'un montage à 4 transistors (erreur en 1/beta² contre une erreur théoriquement nulle), mais vu le gain en simplicité (un transo courant contre un double PNP), le jeu vaut-il vraiment le coup ?
    Tout dépend du niveau de perfection exigé par l'application: conductance parasite de la sortie, réjection de la tension d'alim, précision, etc.

    Chaque cas est spécifique, et en plus il y a souvent moyen d'organiser ses compromis de plusieurs manières différentes.
    Quoiqu'il en soit, les PNP sont les parents pauvres des process intégrés standard, et on essaye souvent de s'en passer.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  29. #28
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    conductance parasite de la sortie
    C'est quoi ?
    Merci.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

  30. #29
    Tropique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    C'est quoi ?
    Merci.
    C'est le h22, l'inverse de l'impédance de sortie.
    Pas de complexes: je suis comme toi. Juste mieux.

  31. #30
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Differential -> single ended (stable en température)

    Ok, merci.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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