Question sur les datasheet des AOP

[bratak]

Bonjour,

Je suis actuellement à la recherche d'un amplificateur opérationnel pour un montage mais je me retrouve confronté à un problème qui tient de la compréhension d'un paramètre donné dans les datasheets.

Mon montage est le suivant:

J'ai une carte d'acquisition (http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/fr/nid/206676) équipée d'une sortie analogique pouvant générer une tension +/- 3.5 V avec une impédance de charge de 50 Ohms; J'ai donc déduit que je serai limité en courant au delà de 70 mA (car 3.5/50=0.07).
Je souhaite réaliser un montage en quart de pont à 3 fils (http://www.mesures.com/archives/767solcablagejauges.pdf - page 58) pour mesurer des déformations à l'aide d'une jauge de déformation (http://www.vishaypg.com/docs/11124/062ur.pdf).

Le signal délivré par la jauge doit être amplifié (car trop faible à l'état brut). Je cherche donc un amplificateur opérationnel qui puisse être alimenté par la sortie analogique de ma carte et qui amplifie suffisamment le signal délivré (que j'estime à environ 2 mA) pour que je puisse l'acquérir sur l'une des voies de ma carte d'acquisition (un signal 0-10V serait l'idéal).


J'ai donc regardé les AOP proposés chez Radiospares et là je me suis aperçu qu'il existe clairement 2 types de datasheet (d'AOP?). Celle sur lesquelles sont indiqué le coefficient d'amplification en V/mV (exemple à la 4 ème ligne du tableau page 2: http://docs-europe.electrocomponents...6b810adb35.pdf) et celle où ce coefficient est indiqué par rapport à la tension d'alimentation de l'AOP (exemple ligne "Linear Region Output Voltage Swing" page 2: http://docs-europe.electrocomponents...6b80d05aea.pdf).

Dans mon cas je cherche à réaliser un montage amplificateur non inverseur sur un AOP alimenté en 0V-3.5V maximum (pas d'alimentation symétrique car je n'en dispose pas).

J'ai donc un doute sur l'utilité des AOP dont le coefficient est indiqué par rapport à la tension d'alimentation car l'amplification n'est pas fonction du signal mesuré en entrées de l'AOP.

- Ce type d'AOP est-il adapté à mon application?
- Remplissent-ils la même fonction que les AOP dont l'amplification est en V/mV?

Vous comprendrez que je suis actuellement coincé car les modèles proposés en V/mV doivent au minimum être alimentés en 5V (hors je ne dispose que de 3.5V).

- Par ailleurs, est-ce que les modèles en V/mV gardent le même coefficient d'amplification dans le cas où ils sont alimentés en 5V et en 15V?

Par avance merci !

Bratak
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[guillaume83]

Bonjour,

J'ai une carte d'acquisition (http://sine.ni.com/nips/cds/view/p/lang/fr/nid/206676) équipée d'une sortie analogique pouvant générer une tension +/- 3.5 V avec une impédance de charge de 50 Ohms
Bratak

la sortie analogique ne peut pas etre utilisée comme alimentation, c'est une sortie qui peut etre utilisée comme tension de référence, de commande ........
Pour l' alimentation , elle peut etre fournie par un bloc secteur(pas trop recommandé si la tension du bloc n'est pas bien régulée, risque de perturber la mesure), je pense que des piles ou un pack d accus pourrait trés bien convenir.

J'ai donc regardé les AOP proposés chez Radiospares et là je me suis aperçu qu'il existe clairement 2 types de datasheet (d'AOP?). Celle sur lesquelles sont indiqué le coefficient d'amplification en V/mV (exemple à la 4 ème ligne du tableau page 2: http://docs-europe.electrocomponents...6b810adb35.pdf) Bratak

le gain exprimé en v/mv est un gain en boucle ouverte, en gros l' amplification max quand l'ampli n'est pas contreréaxtionné (sortie reliée sur la broche - par un pond diviseur) les aop utilisés en ampli sont trés peut utilisés de la sorte , parceque la sortie se retrouve vite en saturation (ils deviennent donc des comparateurs)

et celle où ce coefficient est indiqué par rapport à la tension d'alimentation de l'AOP (exemple ligne "Linear Region Output Voltage Swing" page 2: http://docs-europe.electrocomponents...6b80d05aea.pdf).
Bratak

linear region output voltage swing ne correspond pas au gain (open loop gain deux lignes au dessus)il correspond à l'ondulation de la tension de sortie.



Pour le choi de l'aop , il faut choisir un spéciale mesure etpetits signaux.@+

[Antoane]

Bonjour,

J'ai donc déduit que je serai limité en courant au delà de 70 mA

Oui, mais avec un tel courant, la tension de sortie tombe à 0V !

le signal délivré (que j'estime à environ 2 mA)

Comment obtiens-tu cette valeur ?
Personnellement, j'aurais plutôt vu des Volts, c'est en tout cas le plus probable.

Un AOP ne peut sortir de tension située en dehors de ses rails d'alimentation.

Pur toi, il existe effectivement 2 sortes d'ampli, mais pas ceux que tu cites (cf post précédent) :
- les amplificateurs d'instrumentation,
- les AOP.
Google t'expliquera mieux que moi les différences, avantages et inconvénients des deux

On trouve aujourd'hui sans problème des AOP tournant sous seulement 0,8V (un exemple ici : http://www.touchstonesemi.com/ts1001.html), mais comme l'écrit Guillaume, utiliser la sortie de ton GBF pour l’alimentation n'est probablement pas la meilleurs solution. Pour autant, utiliser un pack d'accus dans un labo ne me semble pas très pertinent non plus. Tu as sans doute une alim qui traine, ou bien un simple bloc secteur.

La "Linear Region Output Voltage Swing" correspond à la zone d’excursion de la tension de sortie du composant.

[bratak]

Bonjour,


la sortie analogique ne peut pas etre utilisée comme alimentation, c'est une sortie qui peut etre utilisée comme tension de référence, de commande ........
Pour l' alimentation , elle peut etre fournie par un bloc secteur(pas trop recommandé si la tension du bloc n'est pas bien régulée, risque de perturber la mesure), je pense que des piles ou un pack d accus pourrait trés bien convenir.

Oui je sais que cette sortie est normalement utilisée pour les commandes. Mais puisqu'elle est capable de me délivrer jusqu'à 3.5V en continu, je me suis dit que ça irait pour alimenter mon AOP. En quoi est-ce gênant de l'utiliser ainsi?

le gain exprimé en v/mv est un gain en boucle ouverte, en gros l' amplification max quand l'ampli n'est pas contreréaxtionné (sortie reliée sur la broche - par un pond diviseur) les aop utilisés en ampli sont trés peut utilisés de la sorte , parceque la sortie se retrouve vite en saturation (ils deviennent donc des comparateurs)

linear region output voltage swing ne correspond pas au gain (open loop gain deux lignes au dessus)il correspond à l'ondulation de la tension de sortie.

Ok

Bonjour,

Oui, mais avec un tel courant, la tension de sortie tombe à 0V !

Ah bon? Pourtant si on applique U=RI on trouve que pour une tension de 3.5V, et une résistance de 50 Ohms la sortie délivre 70mA.
De même que pour une tension de 3V et une résistance identique, nous sommes limités à 8 mA.
Non?

Comment obtiens-tu cette valeur ?
Personnellement, j'aurais plutôt vu des Volts, c'est en tout cas le plus probable.

Ne sachant pas encore combien de la jauge peut dissiper de puissance (j'ai contacté le vendeur pour l'obtenir mais je n'ai pas de réponse), j'ai regardé sur internet les courant typiques d'alimentation des jauges. J'ai vu que 20mA était assez courant, j'ai donc calculé la variation de résistance de ma jauge (+/- 0.4 % de 350 Ohms, soit 1.4 Ohms). Finalement, 1.4*0.02=2.8 mV (d'où le besoin d'amplifier mon signal afin d'en faire l'acquisition).

Malheureusement, je ne pense pas disposer d'alimentation pour mon AOP, sinon j'aurais pris un Amplificateur de puissance...

Bratak

[A voir en vidéo sur Futura]

[bratak]

Re bonjour,

J'ai suivi vos indications à propos des Amplificateurs d'instrumentation, et effectivement il sont (me semble t-il) bien plus adaptés.
J'ai par exemple trouvé celui-ci : http://docs-europe.electrocomponents...6b8077ffe7.pdf

Je vois qu'il peut être alimenté en 0; +3V.
Que le gain est réglable en fonction de la résistance que l'on raccorde entre les deux pins RG.
Que la tension de sortie est rail-to-rail, soit de +3V à +12V (si j'alimente en +3V, la tension de sortie plafonnera également à +3V c'est bien ça?)

J'ai deux questions à propos de cet AOP pour savoir s'il il convient à mon application.

Je repose celle de mon précédent message, à savoir:
- En quoi ma carte ne peut-elle pas alimenter l'AOP en +3V puisque celui-ci l'accepte, et que ma carte est capable de générer du +3V continu? est-ce simplement une question de stabilité d'alimentation? Le cas échéant, ne peut-on pas régler ceci en ajoutant une bobine pour lisser le courant?

- La carte d'acquisition peut supporter une impédance d'entrée de 200kOhms (page 2 http://www.ni.com/pdf/manuals/372485e.pdf). L'amplificateur quant à lui a besoin d'une résistance de charge de 10kOhms (exemple donné page 2 : "typical @ +258C Single Supply, VS = +5 V, and RL = 10 kOhms, unless otherwise noted"). Si je comprends bien, je vais devoir mettre une résistance de 10k en sortie de mon montage d'amplification, puis le raccorder à mon entrée analogique. Pouvez-vous me confirmer la compatibilité du montage?

Jauge (variation d'impédance d'environ 1.4 Ohms soit environ 3mV si I=20mA)--> amplification (montage amplificateur non inverseur avec gain ajustable jusqu'à x1000, alimenté en +3V par la carte d'acquisition dont l'impédance est de 50 Ohms) --> RL=10kOhms en sortie du montage d'amplification --> Carte d'acquisition.



Par avance merci, (vous m'avez déjà bien aidé)

Bratak

[guillaume83]

Bonsoir, pour rl ca me semble ok
pour l'alim, Si tu utilise la sortie de ta carte d'accisition , tu envoyer dans ton montage pas mal de parasites, et cette sortie suporte mal les filtres en sortie direct, il faudrait passer par un étage tampon qui neccessite une alim propre...... bref le serpent qui se mange la queue.tu peus aussi reccupérer facillement du 3v à partir du 5v d'une prise usb(100ma )via un simple régulateur, mais pourquoi 3v pour l'alim?
@+

[bratak]

Bonjour,

3V en raison de ce que peut sortir ma carte d'acquisition. Mais je vais essayer de trouver une alimentation...
C'est parti je commande cet AOP en espérant que ce soit ce qu'il me faut .

Merci.

[Antoane]

Ah bon? Pourtant si on applique U=RI on trouve que pour une tension de 3.5V, et une résistance de 50 Ohms la sortie délivre 70mA.

Pour avoir I=70mA dans 50ohm, il faut aux brnes de la R=50ohm 3,5V. Sachant qu'à l'intérieur de l'alim, l'une des bornes de la 50ohm est à un potentiel de Vcc=3,5V, la sortie Vout (celle que tu peux toucher) est à Vout=Vcc-RI=3,5-70m*50=0V

En quoi ma carte ne peut-elle pas alimenter l'AOP en +3V puisque celui-ci l'accepte, et que ma carte est capable de générer du +3V continu? est-ce simplement une question de stabilité d'alimentation? Le cas échéant, ne peut-on pas régler ceci en ajoutant une bobine pour lisser le courant?

Une bobine n'apportera rien, Il faudra en revanche un gros condensateur. La pb est plus que c'est pas prévu pour : quelle est la réponse de la source à de brusques appels de courant ?...

La 10k est inutile : on te dit juste que les données fournies dans la datasheet le sont pour un montage chargé par 10k. N'importe quelle valeur convient, il faut juste se placer dans un cas particulier.

De même que pour une tension de 3V et une résistance identique, nous sommes limités à 8 mA.

Ca, j'ai pas saisi.

pour l'alim, Si tu utilise la sortie de ta carte d'accisition , tu envoyer dans ton montage pas mal de parasites, et cette sortie suporte mal les filtres en sortie direct

Du matériel NI, une sortie 24bits... Je doute qu'il y ai beaucoup de parasites.
Je ne vois pas ce qui te fait dire qu'elle supportera mal les filtres directement en sortie ?

[bratak]

Pour avoir I=70mA dans 50ohm, il faut aux brnes de la R=50ohm 3,5V. Sachant qu'à l'intérieur de l'alim, l'une des bornes de la 50ohm est à un potentiel de Vcc=3,5V, la sortie Vout (celle que tu peux toucher) est à Vout=Vcc-RI=3,5-70m*50=0V

D'accord, je ne savais pas comment c'est fait à l'intérieur. Effectivement dans ce cas là j'aurai bien 0V.

Je pense pouvoir trouver une alimentation donc mes problèmes sont réglés.

Merci à vous.

Bratak

[bratak]

Une autre question m'est venue.

Si je souhaite amplifier (x1000 par exemple avec le modèle http://docs-europe.electrocomponents...6b8077ffe7.pdf) avec les Amplificateurs de mesure, est-ce que je peux faire le même montage qu'avec un AOP classique à savoir un montage amplificateur non-inverseur?

Merci

[bratak]

C'est bon j'ai ma réponse. Il suffit de choisir une résistance de gain appropriée.

Bratak

[guillaume83]

Je ne vois pas ce qui te fait dire qu'elle supportera mal les filtres directement en sortie ?

Pour la meme raison que tu dis:

Une bobine n'apportera rien, Il faudra en revanche un gros condensateur. La pb est plus que c'est pas prévu pour : quelle est la réponse de la source à de brusques appels de courant ?...

un condos c'est un filtre et c'est pas prévu pour ca.

Du matériel NI, une sortie 24bits... Je doute qu'il y ai beaucoup de parasites.

avec une amplification de 1000, je me méfierais quand méme.
@+

[bratak]

Bonjour,

Je reviens vers vous suite à un problème avec le montage que j'ai tenté de réaliser.

Pour tester le fonctionnement de cet amplificateur (http://docs-europe.electrocomponents...6b8077ffe7.pdf), j'ai réaliser un montage des plus basique. Pourtant je me retrouve confronté à un problème que je n'arrive pas à situer.

J'ai fais le montage suivant :

AOP.jpg

Les tensions continues d'entrées rouges et vertes sont générées par une alimentation double.
je n'ai pas placer de résistance de gain entre 1 et 8 pour simplifier. J'ai donc un gain égal à 1.
Comme vous le voyez j'ai opté pour le mode "Single supply".

Voici ce que j'obtiens sur Vout pour +VS = +10V et +IN = +2V:
Sans titre.JPG

Je ne comprends pas pourquoi je n'obtiens pas un signal continu égal à ce que je met en entrée [dans la limite 0V - (VS-0,5) comme indiqué dans la datasheet page 2 ligne "OUTPUT"].
Lorsque mes deux alimentations sont à 0V, la ligne de base présente déjà quelques fluctuations (mais qui restent faibles).
Lorsque je passe la tension d'alimentation de l'amplificateur, le signal reste inchangé. Ce n'est que lorsque j'augmente le signal d'entrée (-IN/+IN) que j'obtiens ce que montre l'image.

J'ai d'abord pensé à un problème de masse mais il semblerait que ce ne soit pas le cas.
J'ai également tenté de mettre une résistance de charge entre Vref et Vout. Ceci a pour effet d'amplifier plus ou moins ce "bruit".
J'ai également essayé de ne pas mettre Vref à la masse ou de le mettre à la masse du 0V +5V, mais rien n'y fait.

J'ai également vérifié ma carte d'acquisition en mesurant directement ce que délivre l'alimentation, rien à signaler...

Avez-vous déjà vu ce type de problème?

Par avance merci.

Bratak

[guillaume83]

Bonsoir,
essayez quand meme avec une Rg de 100K(gain de 2) et une tension I+ de 3v .
pensez aussi a bien avoir les masses des alimes raccordées(une alim double peut avoir des masses séparées )
et aussi un condo de 100µ entre vcc et gnd.

[bratak]

Bonjour,

Pour la Rg j'ai déjà testé avec des tensions proches de 3V sur IN+, mais rien.

Pour la masse des alimentations je me suis posé la question, je pense que le problème vient de là. je n'ai pas testé sous peur de dégrader l'alimentation (je ne sais pas comment c'est fait à l'intérieur).
Ensuite pour le condensateur, j'ai aussi vu que c'était recommandé dans la datasheet mais je ne pense pas que ce le problème vienne de là vu les variations d'amplitudes que j'obtiens.

Quoi qu'il en soit merci pour l'aide, je test ça demain et je vous tiens au courant.

Bratak

[bratak]

Bonjour,

J'ai relié les 2 masses entre-elles, ça a effectivement réglé le problème... J'aurais du tester avant.

Merci beaucoup pour l'aide !

Bratak

[guillaume83]

de rien ,contant d'avoir pu aider.
@+