le montage sommateur à seuil application à la

SAS 1
LE MONTAGE SOMMATEUR À SEUIL
APPLICATION À LA LINÉARISATION PAR SEGMENTS
I- Montage inverseur avec une diode en parallèle sur la résistance de contre-réaction
Réaliser le montage proposé figure 1.
R
D1
R
+
Ve
Vs
Figure 1
Choisir R = 100 kW, par exemple.
1) Fabriquer une source de tension continue réglable, positive ou négative par rapport à la
masse, à l’aide de la source (-15 V; +15 V) et du potentiomètre.
Utiliser cette source pour obtenir la tension Ve. Faire varier Ve entre -10 V et +10 V. Mesurer
successivement Ve et Vs au multimètre numérique. Tracer Vs (Ve). Interpréter.
2) Remplacer la source continue par une source sinusoïdale ve ( fréquence 100 Hz et
amplitude 3 V par exemple ). Visualiser simultanément ve(t) et vs(t) à l’oscilloscope bi-courbe.
Expliquer la forme du signal de sortie.
Recommencer en appliquant ve(t) sur l’entrée X et vs(t) sur l’entrée Y.
II- Montage inverseur à 2 diodes dans la boucle de réaction
Réaliser le montage de la figure 2. Pour cela, veiller à connecter convenablement le composant
spécial marqué “D2” .
R
A
R
D1
D2
VA
+
Ve
Vs
Figure 2
SAS 2
1) Utiliser de nouveau la source continue réglable. Faire varier Ve entre -10 V et +10 V.
Mesurer successivement Ve, Vs et VA au multimètre numérique.Tracer Vs(Ve) puis VA(Ve).
Interpréter. Vérifier une propriété caractéristique de ce montage :
VA = 0 si Ve > 0 et VA = - Ve si Ve < 0
On peut dire que la tension VA s’annule dès que Ve atteint la valeur seuil V0 = 0.
2) Remplacer la source continue par une source sinusoïdale. Interpréter.
Visualiser les caractéristiques Vs(Ve) et VA(Ve) à l’oscilloscope en appliquant Ve sur l’entrée
X et VA(t) sur l’entrée Y.
III- Montage sommateur à seuil
Soit le montage proposé figure 3.
R
R
D1
R1
v
V1
A
D2
VA
+
Vs
Figure 3
L’adjonction d’une seconde branche d’entrée permet d’obtenir une valeur seuil V0 différente
de zéro, contrôlée par la tension V1 :
R
V0 = - V1
R1
Ainsi,
VA = 0 si v > V0 et VA = V0 - v si v < V0
1) Réaliser le montage de la figure 3. Fixer V1 = -15 V par exemple, R1 = 1 MW et R =
100kW . Le seuil obtenu est alors de 1,5 V. Faire varier v entre -10 V et +10 V. Mesurer
successivement v, VA et Vs au multimètre numérique. Tracer Vs (v) puis VA(v) pour la valeur de V1
choisie. Interpréter.
2) Remplacer la source continue par une source sinusoïdale. Expliquer les observations à
l’oscilloscope.
Visualiser les caractéristiques VA(v) et Vs (v).
SAS 3
IV- Montage à fonction de transfert à 2 tronçons de droite, en régime linéaire
Soit le montage représenté figure 4. Ce montage utilise un sommateur à seuil. Sa fonction de
transfert VT (v), dans la zone de fonctionnement linéaire des amplificateurs, est décrite par 2 tronçons
de droite autour de la valeur seuil V0 fixée par V1 , R et R1 .
1) Exprimer VT en fonction de E0 , r0 , r1 , r2 , r, VA et v.
2) Donner les 2 expressions possibles de VT en remplaçant VA par sa valeur, selon que v > V0
ou v < V0 . Vérifier qu’on a bien affaire à 2 équations de droite VT (v).
3) Réaliser le montage proposé figure 4 avec r0 = 1 MW, r1 = r2 =100 kW, r = 50 kW et E0 = 15 V. Fixer V1 = -15 V, R1 = 1 MW et R = 100kW. Faire varier v entre -10 V et +10 V. Mesurer
successivement v et VT au multimètre numérique. Tracer VT(v). Vérifier les prévisions du 2).
R
R
-
r
r2
r1
+
r0
+
VT
R
R
D1
R1
v
V1
A
(E0 ,0)
D2
+
Figure 4
V- Conclusion
L’utilisation d’un sommateur à seuil permet d’obtenir une fonction de transfert à 2 tronçons
linéaires. On pourrait fabriquer, suivant le même principe, des montages à fonctions de transfert à 3, 4,
5...tronçons linéaires en utilisant simutanément 2, 3, 4...sommateurs à seuil.
Soit q un paramètre que l’on cherche à mesurer (la température par exemple) et v, la tension
délivrée par le capteur. La variation v(q), dans un intervalle donné de q, peut être assimilée à une suite
de tronçons linéaires. Les montages à fonction de transfert linéaire par segments permettent d’obtenir
une tension de sortie VT(q) complètement linéarisée,VT = aq, a étant une constante, pour un choix
judicieux des paramètres (Cf. TD).