Amplification

[galou32]

Bonjour,

dans le montage ci dessous, j’essaie d'amplifier le signal de la bobine RX puis d'en faire une tension continue exploitable par un AOP en comparateur.

j'ai 2 questions:

- la première : comment éliminer fortement le bruit de la masse virtuelle?

- la deuxième : lorsque un objet en métal passe sur les bobines j'ai remarqué que le signal sinus sortie ampli diminue ou augmente (en fonction de la distance et de la taille de l'objet et d'autre facteur peut être...) mais la n'est pas le soucis.

mon soucis, c'est de détecter le plus sensiblement possible la variation de la crête du signal.

Je suppose que lorsque le signal varie, la crête est "l'endroit du signal" ou la variation est la plus flagrante?

du coup, par exemple pour un signal de 3V dois je mettre 3 1N4148 + condo pour redresser le sommet de la crête?

Merci de vos explications


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C1 et C2 en serie c'est intentionel?

[galou32]

Bonjour,
Non il y a là masse virtuelle au milieu. Il devrait y avoir un point rouge de connections. Merci

[penthode]

quatre aop en cascade !

mama mia

[A voir en vidéo sur Futura]

[lutshur]

Bonjour,
1- La masse virtuelle.
Les 2 transistors ne sont commandés qu'alternativement par U1. Tant que sa sortie n'a pas balayé 2 Vbe pour faire conduire l'un ou l'autre, c'est elle qui assure le rôle de masse. Ensuite c'est le transistor concerné.
Le cablage des transistors comme la sortie d'un ampli, en leur fixant un courant de repos, améliore leur fonctionnement.
Sinon, il faut utiliser un autre AOP pouvant fournir le courant nécessaire, LM833 par exemple.

2-

c'est de détecter le plus sensiblement possible la variation de la crête du signal

La valeur de la tension ne t'intéresse donc pas.
L'utilisation d'une référence fixe n'est pas adaptée, justement parce qu'elle fixe.
Une entrée de U7 et U8 doit recevoir la tension redressée filtrée. La tension sur l'autre entrée doit suivre avec un peu de retard. Elle servira de référence "flottante".
Les LM358 ne sont pas adaptés pour le besoin, leur impédance d'entrée est trop faible et va perturber la tension à surveiller.

J'ai simulé 2 montages pour la masse virtuelle. Le premier utilise un LM833. La stabilité est mesurée par rapport au pont diviseur R1/R2.
Le second utilise 2 transistors en renfort d'un LM358.

La détection de variation est sensible, la stabilité de ton oscillateur devra être nickel-chrome, ainsi que le montage qui suit le capteur. Il faudra peut-être brider un peu cette sensibilité. Pour l'instant, je ne sais pas comment.
Capture d’écran_2022-03-28_08-55-01.jpg
Capture d’écran_2022-03-28_08-56-53.jpg

Tu n'as plus besoin de la cascade d'AOP prévue, tu peux peut-être améliorer le redressement, pour la beauté du geste.
http://ressources.univ-lemans.fr/Acc...dsanseuil.html

[lutshur]

Il faudra peut-être brider un peu cette sensibilité. Pour l'instant, je ne sais pas comment.

Diminuer C3 ou R8
Capture d’écran_2022-03-28_10-30-27.jpg
Capture d’écran_2022-03-28_10-34-14.jpg

[Antoane]

Bonjour,


- Le courant consommé sur la masse virtuelle est proche de de zéro, pourquoi utiliser un booster NPN/PNP ?
- U7 et U8 délivrent un signal et sont complément
- R17 et R18 me sembent superflues.
- C14 ne peut pas se décharger (sauf dans les courants de fuite parasite, ce qui est une mauvaise chose car très peu reproductible).
- Un gain de ~10 000 en large bande... la sortie va principalement contenir du bruit. Ici, je ferais, soit une amplification en bande étroite soit, mais c'est a priori plus complexe, une détection synchrone.
- Avec ce montage, la sortie de l'AOP est chargée par une forte charge capacitive, ce qui va en dégrader la stabilité. Les appels de courant et les changements de tension de référence vont entrainer des oscillations.

Les 2 transistors ne sont commandés qu'alternativement par U1. Tant que sa sortie n'a pas balayé 2 Vbe pour faire conduire l'un ou l'autre, c'est elle qui assure le rôle de masse. Ensuite c'est le transistor concerné.
Le cablage des transistors comme la sortie d'un ampli, en leur fixant un courant de repos, améliore leur fonctionnement.

Lorsque le courant de sortie est faible, la résistance R2 permet de faire délivrer ce courant directement par l'AOP, ce qui évite le saut de 2*Vbe, comme le montre la simu ci-dessous :

Lorsque le courant de sortie est "très" négatif, il est essantiellement absorbé par le PNP, mais lorsque le courant s'approche de 0, les deux transistors se retrouvent à Vbe ~ 0 et le courant provient directement de l'AOP.

[lutshur]

la résistance R2 permet de faire délivrer ce courant directement par l'AOP, ce qui évite le saut de 2*Vbe

C'est bien ce que j'ai dit autrement

Tant que sa sortie n'a pas balayé 2 Vbe pour faire conduire l'un ou l'autre, c'est elle qui assure le rôle de masse

.

Et puis le "bruit" de la masse virtuelle ne devrait être pas gênant, sauf à vouloir référencer la sortie au -10V ou +10V. Virtuelle ou pas, si la masse est la référence, c'est le reste qui risque d'être bruité.
J'ai juste enregistré le résultat pour faire plaisir

[Vincent PETIT]

Bonjour,

- la première : comment éliminer fortement le bruit de la masse virtuelle?

Quelle est le problème constaté ?

[galou32]

Merci à tous pour vos réponses. je vais étudier cela.

Bonjour Vincent, le problème constaté est du bruit dans la masse virtuelle

mais comme j'ai une alim faite maison qui me décale la masse de 10mV / masse oscilo + un oscilo pico 2204 à 100 euro brancher sur une vieille tour PC qui me génère du bruit.

et par dessus tout j'ai branché un coté de la bobine réceptrice du montage ci dessus sur la fameuse masse virtuelle.

je voulais juste savoir si ce bruit pouvait être gênant pour le montage.

j’obtiens tout de même avec mon montage une détection à 15cm d'une grosse vis. mais je vais essayé optimiser!!

Merci à tous

[galou32]

Bonjour,

suite à vos conseils, j'ai donc modifié le circuit en jouant sur :

- la masse virtuelle simplifiée

- la stabilité de l’oscillateur (quartz 32.77MHz)

- premier étage en amplificateur bande étroite. (cela me fait économiser une puce. Par contre très difficile à mettre au point, à qq Ohm prés pour R26 j’oscille...)

- deuxième étage redresseur sans seuil avec C14 pour lisser.

- dernier étage le détecteur avec R34 de 500K pour régler l'offset.

Le NE555 monté en VCO pour faire la musique...

Bon, je n'ai pas encore soudé mais sur bredboard, ça fait déjà un petit détecteur de métaux qui marchouille bien.

Merci encore à tous, vos conseils aide beaucoup.

[Antoane]

Bonjour,

Pourquoi ne pas augmenter le signal alimentant la bobine Tx en ajoutant un ampli entre l'oscillateur et elle ?
Pourquoi diviser l'aplitude du signal recu par ~10 (R19-R25), pour ensuite la multiplier par beaucoup ?
R18 et la partie de R34 lui étant reliée est relativement inutile, voire néfaste, puisque seul un courant négligeable (le courant d'entrée de l'aop) y circule.

[galou32]

Bonjour Antoane,

Pourquoi ne pas augmenter le signal alimentant la bobine Tx en ajoutant un ampli entre l'oscillateur et elle ?

je peux essayer, mais j'ai déja 18V cc

Pourquoi diviser l'aplitude du signal recu par ~10 (R19-R25), pour ensuite la multiplier par beaucoup ?

là je fais confiance à : https://tools.analog.com/en/filterwizard/ (en filtre passe bande j'ai mis : Passband :20dB et -3dB 800Hz; Stopband : -40dB 100KHz; center freq 32000Hz) puis j'ai mis 2 potar à la place de R19/25 et R24/26 et j'ai régler au mieux pour amplifier au max ....

R18 et la partie de R34 lui étant reliée est relativement inutile, voire néfaste, puisque seul un courant négligeable (le courant d'entrée de l'aop) y circule.

C'est fait, et ça fonctionne.

je constate quand même que mon NE555 me pollue un peu le circuit amont. mais bon j’essaierais sur la pcb d'avoir de bonne masse.

d’ailleurs est ce nécessaire de mettre un filtre RC (comme R29 C25) au niveau de l'alim des AOP? je ne l'ai jamais vu sur des schémas?

merci