Montages comparateurs

Montages comparateurs
Introduction
On appelle comparateur un dispositif ,comprenant deux entrées et une sortie, dont la fonction
est de fournir une tension de sortie qui dépende de la tension différentielle des deux entrées.
Le circuit utilisé fontionne donc en régime non linéaire, la tension de sortie ne pouvant
prendre que deux valeurs.
On dispose d’un comparateur en utilisant un ALI :
- soit en boucle ouverte : comparateur simple
- soit muni d’une boucle de rétroaction revenant sur l’entrée non inverseuse de l’ALI :
comparateur à hystérésis.
I. Comparateur simple
1. Montage
Le montage étudié est le suivant :
On applique un potentiel de référence Vr à
l’entrée non inverseuse (v+=Vr).
Cette tension est obtenue à l’aide d’un
diviseur de tension placé entre la masse et la
borne + 15V de l’alimentation de l’ALI ;
On réalisera le diviseur de tension à
l’aide d’une boite unique AOIP 10 k.
Elle est représentée ci-contre.
Sur la photo, préciser les branchements à
réaliser pour utiliser la boite en diviseur
de tension.
Pour obtenir une tension de référence
Vr d’environ 4V, quelles sont les valeurs
à choisir :
R1 =
R2 =
Positionner le curseur en conséquence.
Réaliser les branchements.
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2. Expériences.
a. La tension d’entrée est une tension continue.
À l’aide d’une alimentation stabilisée on applique une tension Ve continue et réglable à
l’entrée inverseuse de l’ALI utilisé. On utilisera un oscilloscope pour l’étude qualitative et un
voltmètre pour les mesures précises des tension de Vr, Ve et Vs.
Faire varier lentement Ve entre 0 et 10V et observer l’évolution de la tension de sortie de
l’ALI.
Tracer Vs = f (Ve).
Modifier la valeur de Vr et conclure sur le comportement de l’ALI.
b. La tension d’entrée est une tension sinusoïdale
Revenir à Vr environ égal à 4V.
Observer et interpréter les cas suivants :
- Basse fréquence (environ 100 Hz), Ve d’amplitude faible, inférieur à Vr .
- Basse fréquence (environ 100 Hz), Ve d’amplitude supérieure à Vr .
On pourra utiliser l’oscilloscope en mode XY.
Que se passe t’il si on modifie la valeur de la tension de référence ?
Augmenter la fréquence. Qu’observe t’on pour une fréquence supérieure à quelques kHz ?
Quelle imperfection de l’ALI réel est responsable de ce phénomène ?
3. Autre montage .
Quelle est l’allure de la courbe Vs =f(Ve) lorsqu’on réalise le montage ci-dessous ?
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II. Comparateur à hystérésis ou trigger de Schmitt
1. Montage
Le montage étudié est le suivant :
Le diviseur de tension est placé entre la sortie
de l’ALI et la masse.
Il impose à l’entrée non inverseuse une
tension de référence Vr de valeur (Vsat) ou
(-Vsat) suivant la valeur de Vs.
Donner l’expression de  :
=
Tracer la caractéristique attendue Vs = f (Ve) en expliquant le comportement du système,
soumis à une tension Ve variable.
2. Expériences.
On prendra R1 = 1k et R2 = 2k.
a. La tension d’entrée est une tension continue.
Faire varier Ve entre -10V et +10V environ.Observer les signaux d’entrée et de sortie à
l’oscilloscope et utiliser un voltmètre pour les mesures précises des seuils de basculement.
Vérifier qu’on obtient bien la caractéristique attendue.
b. la tension d’entrée est sinusoïdale.
Observer et interpréter les cas suivants :
- Basse fréquence (environ 100 Hz), Ve d’amplitude faible, inférieur à Vr .
- Basse fréquence (environ 100 Hz), Ve d’amplitude supérieure à Vr .
On pourra utiliser l’oscilloscope en mode XY.
Que se passe t’il si on modifie la valeur de la tension de référence ?
Augmenter la fréquence. Qu’observe t’on pour une fréquence supérieure à quelques kHz ?
Quelle imperfection de l’ALI réel est responsable de ce phénomène ?
---------Pourquoi dit-on que le comparateur à hystérésis à une fonction mémoire ?
Connaissez-vous une application de ce montage ?
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