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Amplification d'un signal analogique - AOP



  1. #1
    QuentinC

    Question Amplification d'un signal analogique - AOP


    ------

    Bonjour,

    Je me pose une question depuis fin juillet.
    J'ai lancé une fusée, et le vol s'est bien déroulé. Cependant, j'ai eu des problèmes avec la télémesure que j'ai du revoir à la baisse au dernier moment.

    Elle était constituée d'un émetteur FM (Kiwi Millenium, fourni par le CNES), et d'un modulateur FSK modulant un port série en TTL.
    Selon le débit voulu, les fréquences du FSK changeaient, par exemple:
    - Pour 600bps: F0=600Hz, F1=1500Hz
    - Pour 9600bps: F0=14400Hz, F1=24000Hz

    Le modulateur était réalisé à l'aide d'un DDS (AD9833), donc il était très simple de changer de fréquence, et le signal était très propre.
    Cependant, en 9600bps, les fréquences étaient en dehors du filtre passe-bas de l'émetteur, et donc le signal était très atténué... En réalité, il était bien trop atténué pour être démodulé (la démodulation était réalisée par la "baie télem" du CNES).

    Selon les informations que j'ai pu avoir, un signal de 0.5V crête-crête est suffisant en 600bps, mais il fallait 5V crête-crête pour du 9600bps.
    Or, le DDS ne fournit que 0.5V... Le vol s'est fait en 600bps, et a bien fonctionné, mais je me demande comment passer à 9600bps sans tout changer !

    Mon idée vient de la prépa, l'amplificateur non inverseur !
    J'imagine assez bien utiliser un simple lm324 en ampli non inverseur avec un gain tel que j'arrive à 5V crête-crête en sortie (gain de 10).

    Mais, un point n'est pas souvent évoqué, l'alimentation... C'est simple à mettre en oeuvre avec une alim +15/-15, mais comment faire avec une batterie lipo délivrant 12V ?
    Ne vais-je pas me retrouver avec un signal strictement positif en sortie ?
    Dans ce cas, serait-il possible de définir un offset en entrée, et de filtrer l'offset en sortie avec un condensateur ?

    Merci beaucoup !! (Si vous êtes intéressés par le projet en lui-même dites-moi, j'ai quelques photos)

    -----

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  3. #2
    Bastien59

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Citation Envoyé par QuentinC Voir le message
    Mais, un point n'est pas souvent évoqué, l'alimentation... C'est simple à mettre en oeuvre avec une alim +15/-15, mais comment faire avec une batterie lipo délivrant 12V ?
    Ne vais-je pas me retrouver avec un signal strictement positif en sortie ?
    Dans ce cas, serait-il possible de définir un offset en entrée, et de filtrer l'offset en sortie avec un condensateur ?
    Salut,

    Tout dépend des caractéristiques de ton AOP, effectivement si c'est un rail-to-rail et que tu l'alimente avec du +12V et la référence à la masse, la partie négative de ton signal sera écrêtée et tu te retrouveras avec un signal dans ce genre :

    Sans titre.png

    J'avais déjà eu ce genre de soucis et aussi pensé à un offset (tu aurais du -6/+6V du coup), j'avais aussi vu qu'il existait des circuits qui permettent de générer une alimentation double à partir du simple

    EDIT : j'ai regardé a datasheet du LM324, il peut être alimenté en single supply 3 V to 32 V ou en dual supplies ±1.5 V to ±16 V, donc oui si tu l'alimente en +12V ou en +6V/-6V ça conviendra à part l'écrêtage en alimentation simple
    Dernière modification par Bastien59 ; 26/08/2015 à 15h37.

  4. #3
    gcortex

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Bonjour,

    je n'ai pas tout compris, mais oui des condensateurs de liaison çà peut aider.
    Et tu peux faire un point milieu avec 2 résistances.

  5. #4
    Delared

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Bonjour,

    @gcortex, à la limite tu utilise un circuit qui te produit la (-) 12Volts négative à partir de la source +12Volts.
    circuits Texas Instruments: http://www.ti.com/lit/ml/szzn001/szzn001.pdf
    circuits Linear Technology: http://cds.linear.com/docs/en/design-note/dn1021fa.pdf
    Hope that helps.

    J'aimerais bien voir tes photos

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  8. #5
    Delared

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    Bonjour,

    Et tu peux faire un point milieu avec 2 résistances.
    sa tu divise la 12 Volts sur 2

  9. #6
    gcortex

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Citation Envoyé par Delared Voir le message
    sa tu divise la 12 Volts sur 2
    oui et çà coute moins cher !

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  11. #7
    Delared

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    oui et çà coute moins cher !
    Tout à fait!
    mais je croyais que tu veux du +/-12Volts.

  12. #8
    QuentinC

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Merci !!
    En effet, l'idée du circuit qui génère du -5 à partir du +5 semble nickel !! Avec ce genre de circuit il n'y a plus de soucis !

    J'essaierai de monter ça pour vérifier l'idée, mais c'est plutot simple, donc je ne pense pas avoir de soucis !

    Pour les photos, tout est là: https://mega.nz/#F!FptWxAiK!zs4Qg8oKHhgCWV_TPxvc6Q (dans le dossier C'Space 2015 / J5 - Lancement)
    Je les aurai bien envoyées sur le forum, mais il y en a pas mal...

    En cherchant un peu, j'ai trouvé ça: http://www.ebay.fr/itm/LM2662-Negati...item2804fa52ef, qui semble être exactement ce que je cherchais !!

  13. #9
    gcortex

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Si c'est pour un projet industriel, cette pompe de charge ne coute rien

  14. #10
    Delared

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Merci pour les photos et bon courage.

    Citation Envoyé par QuentinC Voir le message
    Merci !!
    En cherchant un peu, j'ai trouvé ça: http://www.ebay.fr/itm/LM2662-Negati...item2804fa52ef, qui semble être exactement ce que je cherchais !!
    Une REMARQUE: le circuit est un régulateur de type switching frequency basse (entre 27.5KHz et 75KHz). donc si t'as des circuits qui oscillent à cette fréquence ou proche, tu va galèrer ! vérifie sa.

  15. #11
    annjy

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Bsr,

    chez Linear technologies, il y a pas mal de circuits pour inverser des alims. Y compris en CMS

    http://www.linear.com/parametric/Inverting_Regulators

    par exemple :
    http://www.linear.com/product/LT1617

    cdlt,
    JY

  16. #12
    Antoane
    Responsable technique

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Bonsoir,

    Si le transmetteur FM recevant ce signal que tu veux amplifier est un circuit actif alimenté entre 0V et un Vcc de, par exemple 5V ou 12V, il n'acceptera pas en entrée un signal analogique de tension négative. Dans ce cas, inutile de générer cette tension négative et autant utiliser la solution "simpliste" donnée en #3.

    De même, si tu veux amplifier jusqu'à une tension crête-crête de 5V, il suffit d'avoir une alim de >5V à disposition. Centrer le signal sur 0V ou sur tout autre valeur peut se faire de manière passive.


    Bref, sauf si tu ne nous dis pas tout ou si j'ai lu trop vite : inutile de générer une tension négative.
    Deux pattes c'est une diode, trois pattes c'est un transistor, quatre pattes c'est une vache.

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  18. #13
    annjy

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Bref, sauf si tu ne nous dis pas tout ou si j'ai lu trop vite : inutile de générer une tension négative.
    Bsr,

    sauf si c'est la solution la plus simple......

    mais il faudrait l'ensemble du schéma...

    Cdlt,
    JY

  19. #14
    QuentinC

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Antoane Voir le message
    Bonsoir,

    Si le transmetteur FM recevant ce signal que tu veux amplifier est un circuit actif alimenté entre 0V et un Vcc de, par exemple 5V ou 12V, il n'acceptera pas en entrée un signal analogique de tension négative. Dans ce cas, inutile de générer cette tension négative et autant utiliser la solution "simpliste" donnée en #3.
    En effet c'est probable...
    L'émetteur est alimenté entre 0 et 12V, à la même masse que tout le reste... Mais pourquoi ne pourrait-il pas accepter une tension négative à son entrée ?
    D'aileurs le DDS a un condensateur en sortie, donc le signal passe bien en négatif ? Et en 600bps j'avais bien la partie négative du signal à la réception...

    Voici le schéma du module DDS: (la sortie utilisée est sur la pin 1 en bas à droite
    http://g04.s.alicdn.com/kf/HTB1SDObF...Xq6xXFXXXb.jpg

    Pour l'émetteur je n'ai pas grand chose, voici la doc:
    http://www.planete-sciences.org/espa..._millenium.pdf

    P.18 on a le schéma de la partie BF de l'émetteur, mais finalement il n'y a que peu de choses utilisées puisque la modulation est réalisée en externe (entrée sur la pin ES MOD du connecteur K3). On remarque là aussi un condensateur de liaison, mais il n'y a rien d'indiqué après...
    J'ai pu identifier le circuit servant de PLL: LMX2306 http://www.ti.com/lit/ds/symlink/lmx2326.pdf

    Cependant, j'ai été vérifier et il faut 5V d'amplitude, donc si j'ai une alimentation à -5V (à partir du +5 que j'ai déjà) je suis déjà assez large finalement !

    Merci pour vos réponses en tout cas !!

  20. #15
    gcortex

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    5V 0-crête ou crête-crête ? Dans un cas comme dans l'autre, avec une alim de 12V, tu peux t'en sortir sans pompe de charge

  21. #16
    QuentinC

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Citation Envoyé par gcortex Voir le message
    5V 0-crête ou crête-crête ? Dans un cas comme dans l'autre, avec une alim de 12V, tu peux t'en sortir sans pompe de charge
    Euh, j'admets ne pas comprendre le "5V 0-crête", mais pour moi il s'agit d'un signal avec une amplitude de 5V, je veux dire variant dans une plage de 5V, entre -2.5V et +2.5V par exemple.

    Avec un AOP alimenté en 12V/0V, il faudrait que je puisse entrer avec un signal strictement positif, voire avec une certaine marge afin d'éviter le 0V en sortie de l'AOP. J'imagine que c'est assez standard, je m'inspirerai du projet Y=AX+B sur le forum projets !

  22. #17
    sandrecarpe

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Bonjour,
    Pourquoi pas simplement un aop avec une masse virtuelle ? Du style :
    http://www.sonelec-musique.com/image...lim_simple.gif

    Au lieu d'avoir comme point de référence 0V tu auras la moitié de la tension d'alimentation
    Tu aurais comme un -6V/+6V, par contre je pense qu'il faudrait un aop rail to rail pour permettre un signal d'une amplitude de 5V
    Dernière modification par sandrecarpe ; 31/08/2015 à 17h04.

  23. #18
    QuentinC

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    En effet, je n'avais pas vu cette page !!
    On retrouve même la version simplifiée:
    theorie_aop_ampli_non_inv_alim_simple_b.gif

    Et pour le coup vu la config entrée/sortie je peux peut-être même me passer de C1, R1, C4 et R7 !

    Finalement par rapport au montage de base il ne faut que rajouter les deux résistances pour centrer le signal d'entrée sur le milieu de la plage d'alim de l'AOP !
    Dernière modification par QuentinC ; 31/08/2015 à 18h14. Motif: Retour à la ligne pour le plaisir des yeux :)

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  25. #19
    sandrecarpe

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Moi je laisserai C1 pour être sûr de l'absence d'offset sur le signal
    Mais à quoi sert R1 et R7 ?
    Dernière modification par sandrecarpe ; 31/08/2015 à 19h05.

  26. #20
    gcortex

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    dans ce cas vire R2 et R3. Dans la même idée, tu peux inverser le signal avec 4 résistances
    R1 et R7 servent à décharger les condensateurs hors utilisation et à les polariser.
    Dernière modification par gcortex ; 01/09/2015 à 06h34.

  27. #21
    QuentinC

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Bonjour,

    Si j'enlève R2 et R3, le signal ne sera plus centré sur la plage de fonctionnement de l'AOP si ?
    Elles ne sont pas là pour générer l'offset en entrée de l'AOP ?

  28. #22
    gcortex

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Sur un seul fil, tu n'as qu'une seule tension. donc sans condensateur,
    la tension vient de l'étage d'avant. les résistances ne changent rien.
    Le centrage c'est avec le condensateur de liaison OU dans le cas d'un ampli op
    câblé en inverseur (cette tension doit être la même que l'offset du signal)

  29. #23
    QuentinC

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Dans la mesure où je laisse C1, (qui aura le même effet que les condensateurs de liaison en sortie du DDS, d'où mon idée de l'enlever) j'ai besoin de R2 et R2 afin d'avoir une moyenne de 6V. Si je les enlève la moyenne sera à 0V à l'entrée de l'AOP, et j'aurai un signal dont la partie négative aura été supprimée.

    En tout cas c'est comme ça que je le comprends, c'est bien ça ?

  30. #24
    gcortex

    Re : Amplification d'un signal analogique - AOP

    Les 3 vont ensemble. Les 3 ou rien (si l'entrée est déjà centrée)

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