Exercise

Exercice
Un convertisseur A/N accepte une gamme de tension de 0 à 5V. Un capteur de pression
génère une gamme de tension de –10V à +10V et doit être appliquée à l’entrée du
convertisseur A/N.
Concevez un circuit capable de convertir la tension du capteur en une tension acceptable
pour le convertisseur A/N.
Contraintes :
Une alimentation de 12V est utilisé. Un amplificateur opérationnel quadruple de type
LF347 est utilisé, dont 3 des 4 amplificateurs sont déjà employés.
Solution :
Puisque la tension de sortie passe de 0 à 5V lorsque la tension d’entrée passe de –10V à
+10V , le circuit est donc non inversant.
Pour ce faire un ampli non inversant sera utilisé. Il sera aussi important d’ajouter un
décalage C.C. pour rétablir la sortie. Pour traiter ce problème, il est plus facile
d’employer le circuit équivalent Thévenin pour l’analyse.
Circuit de base
Circuit équivalent Thévenin
À l’aide du théorème de superposition, on peut affirmer que
R3
R3
Vadc  Vcapteur  (1  Rth
)  Vth  Rth
Vo
5

 0.25 , ce qui n’est pas possible dans cette
Vin 20
R3
configuration ( gain minimum de 1 car Av = (1  Rth
).
On trouve un gain de
On peut cependant atténuer le signal d’entrée.
Prenons une atténuation de 10, d’où
R5
R 4 R 5

1
10
Le signal à la broche V+ est alors de 1V le gain devient alors 5/2 soit 2.5 V/V
R3
(1  Rth
) = 2.5 . Prenons Rf=15K et Rth=10K.
Sachant que Vout = 5V lorsque Vin=1V, I=4V/15K = 267A on trouve alors
Vth= 1V - I10K = -1.67V.
On peut maintenant trouver R1 et R2 . Vref devient –12V car Vth est négatif.
On sait que Rth = R1//R2 et que le rapport R1/R2 = (12-1.67) / 1.67 = 6.2 .
Trouvons une valeur de départ en joignant les deux équations.
1
1
1
1
1




R1= 6.2R2 et
d’où R2=11.61K
R1 R 2 10 K 6.2 R 2 R 2
#
1
2
3
4
R2
10K
11K
12K
13K
6.2R2
62K
68.2K
74.4K
80.6K
R1 standard
62K
68K
75K
82K
Le # 2 semble un bon compromis entre les deux scénarios.
R1//R2
8.6K
9.46K
10.34K
11.22K
Il ne reste plus qu’a trouver R4 et R5 et le tour est joué.
R4 + R5 = 10R4
#
1
2
3
R5 = 9R4
R4
10K
11K
12K
Prenons R4=11K et R5=100K
Circuit final :
Analyser le circuit
9R4
90K
99K
108K
R5 standard
91K
100K
100K
R1//R2
8.6K
9.46K
10.34K