Un voltmètre à diodes électroluminescentes

Un voltmètre à diodes électroluminescentes
Dans le TP précédent, on a vu que l’on pouvait à l’aide d’un amplificateur opérationnel,
comparer une tension inconnue à une tension connue. On va maintenant voir qu’il est possible
d’encadrer la valeur d’une tension inconnue par deux tensions connues. On va pour cela
utiliser 4 amplificateurs opérationnels au lieu d’un seul.
Montage :
Réaliser le montage suivant :
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Les 4 amplificateurs opérationnels sont placés sur un meme circuit intégré TL 084. On
utilise une plaquette précablée.
L’amplificateur opérationnel est alimenté en -15V/15V c’est à dire que la patte + Ualim
est fixée à 15 V et que la patte – Ualim est fixée à 0 V. L’alimentation doit être
branchée et allumée en premier pour éviter la détérioration du circuit intégré. Elle
n’est pas représentée sur le circuit.
Chaque amplificateur opérationnel est doté en sortie d’une diode de visualisation qui
rend compte de l’état de sortie de l’amplificateur opérationnel. La tension Uref est
fourni par un générateur 6V/12V.
L’échelle de tension est réalisée grâce au montage réalisé dans le TP précédent. Tous
les conducteurs ohmiques ont une résistance de mille ohms.
Des conducteurs ohmiques de résistance Rp = 470  protègent les diodes
électroluminescentes.
La tension inconnue Uinc est réalisée avec un générateur 0V – 15 V.
Questions :
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Rappeler les différents potentiels de chaque entrée inverseuse E- des AO :
VB =
VC =
VD =
VE =
Quel est le potentiel électrique de chaque entrée non-inverseuse E+ ?
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Faire varier Uinc de 0 à 6 V. Qu’observez-vous ?
Noter les valeurs de Uinc pour lesquelles le nombre de DEL allumées change.
Pour Uinc = 3,5 V, indiquer le nombre de DEL allumées.
Expliquer les observations précédentes.
Donner selon la valeur de Uinc (intervalle), le nombre de diodes allumées, les valeurs
des variables logiques E1, E2, E3, E4 …
Intervalle de
Nombre de
E1
E2
E3
E4
tension Uinc DEL allumées
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Pour donner un encadrement de la tension inconnue Uinc à mesurer, il suffit de
dénombrer le nombre de DEL allumées. Par exemple s’il y a 3 diodes allumées, U est
comprise entre
V et
V. D’une façon plus générale, s’il y a n diodes
allumées, U est comprise entre
V et
V. Pourquoi peut-on dire que ce
dispositif constitue un voltmètre à DELs ?
Quel est la sensibilité du dispositif ? Peut-on améliorer cette sensibilité ?
Combien d’états distingue-t-on en sortie de ce dispositif ?
Compte tenu de son alimentation, quelles sont les tensions extrêmes en sortie des
AOs ? …